Antena tubowa jest jedną z powszechnie stosowanych anten o prostej konstrukcji, szerokim zakresie częstotliwości, dużej mocy i dużym wzmocnieniu.Anteny tubowesą często używane jako anteny zasilające w wielkoskalowej radioastronomii, śledzeniu satelitów i antenach komunikacyjnych. Oprócz tego, że służy jako zasilanie reflektorów i soczewek, jest powszechnym elementem w układach fazowanych i służy jako wspólny standard do kalibracji i pomiarów wzmocnienia innych anten.
Antenę tubową tworzy się poprzez stopniowe rozwijanie w określony sposób falowodu prostokątnego lub falowodu kołowego. Ze względu na stopniowe rozszerzanie powierzchni ujścia falowodu, poprawia się dopasowanie falowodu do wolnej przestrzeni, zmniejszając współczynnik odbicia. W przypadku zasilanego falowodu prostokątnego należy w miarę możliwości osiągnąć transmisję jednomodową, czyli przesyłane są tylko fale TE10. To nie tylko koncentruje energię sygnału i zmniejsza straty, ale także pozwala uniknąć wpływu zakłóceń międzymodowych i dodatkowej dyspersji powodowanej przez wiele modów. .
Według różnych metod rozmieszczania anten tubowych można je podzielić naanteny sektorowe, anteny piramidalne,stożkowe anteny tubowe, anteny tubowe z tektury falistej, prążkowane anteny tubowe, anteny tubowe wielomodowe itp. Te typowe anteny tubowe opisano poniżej. Wprowadzenie jeden po drugim
Antena sektorowa
Antena tubowa sektorowa samolotu E
Antena tubowa sektorowa typu E zbudowana jest z falowodu prostokątnego otwartego pod pewnym kątem w kierunku pola elektrycznego.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji anteny tubowej sektorowej typu E. Można zauważyć, że szerokość wiązki tego wzoru w kierunku płaszczyzny E jest węższa niż w kierunku płaszczyzny H, co jest spowodowane większym otworem w płaszczyźnie E.
Antena tubowa sektorowa w płaszczyźnie H
Antena tubowa sektorowa w płaszczyźnie H zbudowana jest z falowodu prostokątnego otwartego pod pewnym kątem w kierunku pola magnetycznego.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji anteny tubowej sektorowej w płaszczyźnie H. Można zauważyć, że szerokość wiązki tego wzoru w kierunku płaszczyzny H jest węższa niż w kierunku płaszczyzny E, co jest spowodowane większym otworem w płaszczyźnie H.
Produkty z anteną sektorową RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Antena piramidkowa
Antena piramidalna zbudowana jest z prostokątnego falowodu, który jest otwarty pod pewnym kątem w dwóch kierunkach jednocześnie.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji piramidalnej anteny tubowej. Jego charakterystyka promieniowania jest w zasadzie kombinacją rogów sektorowych płaszczyzny E i płaszczyzny H.
Antena stożkowa
Kiedy otwarty koniec okrągłego falowodu ma kształt rogu, nazywa się to anteną stożkową. Antena stożkowa ma nad sobą okrągły lub eliptyczny otwór.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji anteny stożkowej.
Produkty anteny stożkowej RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Antena tubowa z tektury falistej
Antena tubowa z tektury falistej to antena tubowa z falistą powierzchnią wewnętrzną. Ma zalety szerokiego pasma częstotliwości, niskiej polaryzacji krzyżowej i dobrej symetrii wiązki, ale jego struktura jest złożona, a trudność przetwarzania i koszty są wysokie.
Anteny z tektury falistej można podzielić na dwa typy: anteny z tektury falistej piramidalnej i anteny z tuby stożkowej.
Produkty antenowe z tektury falistej RFMISO:
RM-CHA140220-22
Antena tubowa z falistej piramidy
Antena stożkowa z falistej tuby
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji stożkowej anteny tubowej z tektury falistej.
Prążkowana antena tubowa
Kiedy częstotliwość robocza konwencjonalnej anteny tubowej jest większa niż 15 GHz, listek tylny zaczyna się dzielić, a poziom listka bocznego wzrasta. Dodanie struktury grzbietowej do wnęki głośnika może zwiększyć szerokość pasma, zmniejszyć impedancję, zwiększyć wzmocnienie i poprawić kierunkowość promieniowania.
Anteny róg prążkowany dzielą się głównie na anteny róg podwójnie prążkowany i anteny róg czteroprętowy. W poniższym przykładzie do symulacji wykorzystano najpopularniejszą piramidalną antenę tubową z podwójnym prążkiem.
Antena tubowa typu Pyramid Double Ridge
Dodanie dwóch konstrukcji grzbietowych pomiędzy częścią falowodu a częścią otwierającą tubę daje antenę tubową z podwójnym grzbietem. Sekcja falowodu jest podzielona na tylną wnękę i falowód grzbietowy. Tylna wnęka może odfiltrować mody wyższego rzędu wzbudzone w falowodzie. Falowód grzbietowy zmniejsza częstotliwość odcięcia transmisji w trybie głównym, osiągając w ten sposób cel poszerzenia pasma częstotliwości.
Prążkowana antena tubowa jest mniejsza niż ogólna antena tubowa w tym samym paśmie częstotliwości i ma większy zysk niż ogólna antena tubowa w tym samym paśmie częstotliwości.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji piramidalnej dwugrzbietowej anteny tubowej.
Antena tubowa wielomodowa
W wielu zastosowaniach anteny tubowe są wymagane do zapewnienia symetrycznego wzorca we wszystkich płaszczyznach, zbieżności środków fazowych w płaszczyznach $E$ i $H$ oraz tłumienia listków bocznych.
Wielomodowa struktura tuby wzbudzenia może poprawić efekt wyrównywania wiązki w każdej płaszczyźnie i zmniejszyć poziom listków bocznych. Jedną z najpopularniejszych wielomodowych anten tubowych jest dwumodowa stożkowa antena tubowa.
Antena stożkowa dwumodowa
Róg stożkowy dwumodowy poprawia wzór płaszczyzny $E$ poprzez wprowadzenie trybu wyższego rzędu TM11, dzięki czemu jego wzór ma osiowo symetryczną, wyrównaną charakterystykę wiązki. Poniższy rysunek przedstawia schematyczny diagram rozkładu pola elektrycznego apertury trybu głównego TE11 i trybu wyższego rzędu TM11 w falowodzie kołowym oraz jego zsyntetyzowany rozkład pola apertury.
Strukturalna forma wykonania tuby stożkowej o podwójnym trybie nie jest wyjątkowa. Typowe metody wdrażania obejmują róg Pottera i róg Picketta-Pottera.
Poniższy rysunek przedstawia wyniki symulacji dwumodowej stożkowej anteny tubowej Pottera.
Czas publikacji: 01 marca 2024 r
