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喇叭天线

王朝百科·作者佚名  2010-10-21  
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定义波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线。它是一种面天线(见图),也称为喇叭。

喇叭天线
喇叭天线

喇叭天线
喇叭天线

原理与特性喇叭天线的辐射场可利用惠更斯原理由口面场来计算。口面场则由喇叭的口面尺寸与传播波型所决定。可用几何绕射理论计算喇叭壁对辐射的影响,从而使计算方向图与实测值在直到远旁瓣处都能较好地吻合。它的辐射特性由口面的尺寸与场分布决定,而阻抗由喇叭的颈部(始端不连续处)和口面的反射决定。当喇叭长度一定时,若使喇叭张角逐渐增大,则口面尺寸与二次方相位差也同时加大,但增益并不和口面尺寸同步增加,而有一个其增益为最大值的口面尺寸,具有这样尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。

圆锥喇叭和角锥喇叭传播的是球面波,而在一个面(E或H面)张开的扇形喇叭中传播的则是柱面波。喇叭口面场是具有二次方相位差的场,二次方相位差的大小与喇叭的长度和口面大小有关。

为了扩展喇叭的频带,必须减小喇叭颈处与口面处的反射。口面尺寸加大,则反射减小。此外,把波导与喇叭的过渡段尽量做得平滑些,也可以减小该处的反射。由于该位置附近的喇叭尺寸还很小,因此,不能传播高次模,一般都传输单模。为了控制辐射方向图,有时口面上需要多模场分布,这时应在喇叭内适当位置引入能产生高次模的器件。这种喇叭叫作多模喇叭,可用作单脉冲雷达或高效率天线馈源。由于各模在喇叭内的相速不同,多模喇叭的频带比常规喇叭的要窄。

喇叭天线
喇叭天线的方向图

应用由于喇叭天线结构简单和方向图易于控制,通常用作中等方向性天线,如标准喇叭,最常见的是用作反射面的馈源(见天线馈源)。当它用作独立天线时,一般都加上校正相位的反射面或透镜。喇叭-抛物反射面天线具有频带宽、副瓣低和效率高等特性,常用于微波中继通信。而透镜因其重量较重和结构复杂等原因,已很少用作喇叭的相位校正。

 
 
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