喇叭天线是一种圆形或矩形截面、波导终端逐渐打开的微波天线,是应用最广泛的微波天线类型。它的辐射场是由喇叭的嘴部大小和传播类型决定的。其中,喇叭壁对辐射的影响可以利用几何衍射原理来计算。在喇叭长度不变的情况下,嘴部大小和二次相位差会随着喇叭角度的增大而增大,但增益不会随着嘴部大小而变化。在射频、微波和毫米波应用中,天线必须是最复杂的组件类别之一。其中诞生于20世纪初的喇叭天线,一直沿用至今。喇叭天线本质上属于波导的一个分支:一端是尺寸较大的矩形或圆形波导,另一端是尺寸较小的波导或同轴端口。
喇叭天线的优点包括低电压驻波比(VSWR)、宽工作带宽(10:1甚至20:1)和集中的传输方向性。同时,由于这种天线的结构相对简单,制造成本相对较低。就应用而言,由于喇叭天线的增益和驻波比曲线在带宽范围内非常平坦,非常适合测试其他天线的性能。
喇叭天线一般用作雷达和微波辐射计中的定向天线。在抛物面天线等大型天线结构中用作馈电喇叭;在其他天线的测试中,它们大多用作校准和测试工具。此外,在许多新的5G测试平台和概念验证原型中,喇叭天线也因结构简单而被使用。喇叭天线常用于信道测量等现场测试设备。
在如此多的应用场景中,特定的喇叭天线也是不同的类型,具有不同的结构。这里总结一下喇叭天线的主要类别——属于七大家族,与大家分享。
角锥喇叭天线
金字塔喇叭天线
最常见的喇叭天线。外观为金字塔结构,顶部为矩形或正方形(多为矩形)终端波导端口。
PE9851A-20
22 GHz - 33 GHz
20 dBi增益
UG-1530/U方形法兰
WR-34波导
PE9864/SF-10
1.7 GHz - 2.6 GHz
10 dBi增益
形状记忆合金母头
WR-430波导
扇形喇叭天线
扇形喇叭天线
这种喇叭天线与结构一侧的终端波导端口壁保持水平,而另一侧逐渐向外加宽。根据加宽平面和水平面的方向,扇形喇叭天线可以分为E面扇形喇叭天线和H面扇形喇叭天线。
锥形喇叭天线
锥形喇叭天线
与四棱锥喇叭等矩形四棱锥喇叭不同,圆锥喇叭通常是圆锥形或椭圆形的圆锥体,末端为圆形或椭圆形。一些圆锥喇叭天线的终端也可以是矩形的。
PEWAN1036
50千兆赫- 58千兆赫
25 dBi增益
UG-383/U-Mod圆形法兰
WR-19波导
PEWAN1034
50千兆赫- 58千兆赫
15 dBi增益
UG-383/U-Mod圆形法兰
WR-19波导
标量或指数喇叭天线
标量或指数喇叭天线
与典型的金字塔、扇形或锥形喇叭天线不同,这种指数喇叭天线的侧面呈指数锥形,从而形成从天线开口延伸到波导终端的曲面。这种结构可以最小化内部反射,并在宽带宽内保持一致的阻抗和电气性能。
PEWAN1069
55千兆赫- 65千兆赫
10 dBi增益
UG-385/U圆形法兰
WR-15波导
波纹喇叭天线
波纹喇叭天线
波纹喇叭天线侧壁的内表面设有垂直于天线中心轴线的横向凹槽。从电子学角度来说,这些横向缝隙的尺寸小于工作波长,因此在天线的带宽内可以实现极低的旁瓣和交叉极化水平。这种类型的天线通常用于卫星和射电望远镜应用。
增益喇叭天线
增益喇叭天线
增益喇叭天线是指在宽带宽范围内具有一致高增益的喇叭天线。增益喇叭天线一般用于测试雷达、卫星、卫星领域的其他天线。
PE9887-11
1 GHz - 18 GHz
11 dBi增益
形状记忆合金母头
带宽
PE-W15A001
58 GHz - 63 GHz
0 dBi增益
UG-387/U圆形法兰
WR-15波导
PE9881-34
56.5 GHz - 67 GHz
增益为34 dBi
UG-385/U圆形法兰
WR-15波导
PE9850/2F-10
26.5 GHz - 40 GHz
10 dBi增益
2.92毫米母头
WR-28波导
馈电喇叭天线
馈电喇叭天线
馈电喇叭天线用于在射频和微波电子设备以及卫星天线和射电望远镜中使用的抛物面反射器之间发送和接收信号。
PEWAN1070
55千兆赫- 65千兆赫
10 dBi增益
UG-385/U圆形法兰
WR-15波导
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