喇叭天线
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。