Czym jest antena tubowa? Jakie są główne zasady i zastosowania?

Antena tubowajest anteną powierzchniową, anteną mikrofalową o przekroju kołowym lub prostokątnym, w której stopniowo otwiera się końcówka falowodu. Jest to najszerzej stosowany typ anteny mikrofalowej. Jej pole promieniowania jest określone przez rozmiar ust i typ propagacji głośnika. Spośród nich wpływ ściany tuby na promieniowanie można obliczyć, stosując zasadę dyfrakcji geometrycznej. Jeśli długość tuby pozostaje niezmieniona, rozmiar powierzchni ust i kwadratowa różnica faz wzrosną wraz ze wzrostem kąta otwarcia tuby, ale wzmocnienie nie zmieni się wraz z rozmiarem powierzchni ust. Jeśli trzeba rozszerzyć pasmo częstotliwości głośnika, należy zmniejszyć odbicie przy szyjce i ustach głośnika; odbicie zmniejszy się wraz ze wzrostem rozmiaru ust. Struktura anteny tubowej jest stosunkowo prosta, a wzór jest stosunkowo prosty i łatwy do kontrolowania. Jest ona powszechnie stosowana jako antena kierunkowa o średnim zakresie częstotliwości. Paraboliczne anteny tubowe z reflektorem o szerokim zakresie częstotliwości, niskich listkach bocznych i wysokiej wydajności są często stosowane w komunikacji przekaźnikowej mikrofalowej.

Pole promieniowania anteny tubowej można obliczyć z pola powierzchniowego, stosując zasadę Huygensa. Pole powierzchni ust jest określone przez rozmiar powierzchni ust i wzór fali propagacyjnej tuby. Geometryczna teoria dyfrakcji może być użyta do obliczenia wpływu ściany tuby na promieniowanie, tak aby obliczony wzór i zmierzona wartość mogły być w dobrej zgodności aż do dalekiego płata bocznego. Jego charakterystyki promieniowania są określone przez rozmiar i rozkład pola powierzchni ust, podczas gdy impedancja jest określona przez odbicie szyjki mówcy (początkowa nieciągłość) i powierzchni ust. Gdy długość tuby jest stała, jeśli kąt otwarcia tuby jest stopniowo zwiększany, rozmiar powierzchni ust i kwadratowa różnica faz również wzrosną w tym samym czasie, ale wzmocnienie nie wzrasta jednocześnie z rozmiarem powierzchni ust i występuje wzmocnienie o maksymalnej wartości. Rozmiar powierzchni ust, głośnik o tym rozmiarze nazywany jest najlepszym głośnikiem. Rogi stożkowe i piramidalne rozprzestrzeniają fale sferyczne, podczas gdy rogi wachlarzowate, które otwierają się na jednej powierzchni (powierzchni E lub H), rozprzestrzeniają fale cylindryczne. Pole powierzchniowe ujścia rogu jest polem o kwadratowej różnicy faz. Wielkość kwadratowej różnicy faz jest związana z długością rogu i wielkością powierzchni ujścia.

Anteny tubowe są powszechnie stosowane w następujących obszarach: 1. Zasilacze dużych radioteleskopów, odbiciowe zasilacze antenowe dla naziemnych stacji satelitarnych oraz odbiciowe zasilacze antenowe dla mikrofalowej komunikacji przekaźnikowej; 2. Anteny jednostkowe dla układów fazowanych; 3. Anteny W pomiarach anteny tubowe są często stosowane jako wspólny standard do kalibracji i testowania wzmocnienia innych anten o dużym wzmocnieniu.