هوائي البوق هو أحد الهوائيات المستخدمة على نطاق واسع مع بنية بسيطة ونطاق تردد واسع وسعة طاقة كبيرة ومكسب عالي.هوائيات البوقتُستخدم عادةً كهوائيات تغذية في تطبيقات علم الفلك الراديوي واسع النطاق، وهوائيات تتبع الأقمار الصناعية، وهوائيات الاتصالات. بالإضافة إلى استخدامها كهوائي تغذية للعاكسات والعدسات، فهي عنصر شائع في المصفوفات الطورية، وتُستخدم كمعيار مشترك لمعايرة وقياس مكاسب الهوائيات الأخرى.
يُشكَّل هوائي البوق عن طريق فتح دليل موجي مستطيل أو دائري تدريجيًا بطريقة محددة. بفضل التمدد التدريجي لسطح فم الدليل الموجي، يُحسَّن التوافق بين الدليل الموجي والمساحة الحرة، مما يُقلِّل معامل الانعكاس. بالنسبة للدليل الموجي المستطيل المُغذَّى، يجب تحقيق الإرسال أحادي الوضع قدر الإمكان، أي إرسال موجات TE10 فقط. هذا لا يُركِّز طاقة الإشارة ويُقلِّل الفقد فحسب، بل يُجنِّب أيضًا تأثير التداخل بين الأوضاع والتشتت الإضافي الناتج عن تعدد الأوضاع.
وفقًا لطرق النشر المختلفة لهوائيات البوق، يمكن تقسيمها إلىهوائيات بوق القطاع، هوائيات القرن الهرمية،هوائيات قرنية مخروطية, هوائيات قرنية مموجةهوائيات البوق المُضلّعة، وهوائيات البوق متعددة الأوضاع، إلخ. يُوضّح أدناه هوائيات البوق الشائعة. مقدمة واحدة تلو الأخرى
هوائي بوق القطاع
هوائي بوق قطاع المستوى E
يتكون هوائي البوق في قطاع المستوى E من موجه موجي مستطيل مفتوح بزاوية معينة في اتجاه المجال الكهربائي.

يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي البوق ذي المستوى E. يتضح أن عرض شعاع هذا النمط في اتجاه المستوى E أضيق منه في اتجاه المستوى H، وذلك بسبب اتساع فتحة المستوى E.

هوائي بوق قطاع المستوى H
يتكون هوائي البوق في قطاع المستوى H من موجه موجي مستطيل مفتوح بزاوية معينة في اتجاه المجال المغناطيسي.

يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي البوق ذي المستوى H. يتضح أن عرض شعاع هذا النمط في اتجاه المستوى H أضيق منه في اتجاه المستوى E، وذلك بسبب اتساع فتحة المستوى H.

منتجات هوائي البوق القطاعي RFMISO:
هوائي القرن الهرمي
يتكون هوائي القرن الهرمي من موجه موجي مستطيل يتم فتحه بزاوية معينة في اتجاهين في نفس الوقت.

يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي بوق هرمي. وتتكون خصائص إشعاعه بشكل أساسي من مزيج من بوقين في قطاعي المستوى E والمستوى H.

هوائي القرن المخروطي
عندما يكون الطرف المفتوح للموجة الدائرية على شكل قرن، يُسمى هوائيًا مخروطيًا قرنيًا. يحتوي هوائي القرن المخروطي على فتحة دائرية أو بيضاوية فوقه.

يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي القرن المخروطي.

منتجات هوائي القرن المخروطي RFMISO:
هوائي بوق مموج
هوائي البوق المموج هو هوائي بوق ذو سطح داخلي مموج. يتميز بنطاق تردد واسع، واستقطاب متقاطع منخفض، وأداء ممتاز في تناسق الشعاع، إلا أن هيكله معقد، وصعوبة معالجته وتكلفته مرتفعة.
يمكن تقسيم هوائيات القرن المموجة إلى نوعين: هوائيات القرن المموجة الهرمية وهوائيات القرن المموجة المخروطية.
منتجات هوائي القرن المموج RFMISO:
RM-CHA140220-22
هوائي قرني مموج هرمي

هوائي قرني مموج مخروطي الشكل

يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي القرن المموج المخروطي.

هوائي بوق مضلع
عندما يتجاوز تردد تشغيل هوائي البوق التقليدي 15 جيجاهرتز، يبدأ الفص الخلفي بالانقسام ويزداد مستوى الفص الجانبي. إضافة هيكل على شكل حافة إلى تجويف مكبر الصوت يمكن أن يزيد عرض النطاق الترددي، ويقلل المعاوقة، ويزيد الكسب، ويعزز اتجاه الإشعاع.
تنقسم هوائيات البوق المضلعة بشكل رئيسي إلى هوائيات بوق مزدوجة الحواف وهوائيات بوق رباعية الحواف. فيما يلي مثال على هوائي البوق الهرمي المزدوج الحواف الأكثر شيوعًا للمحاكاة.
هوائي بوق مزدوج الحافة الهرمي
يُضاف هيكلان على شكل هدب بين جزء الدليل الموجي وفتحة البوق، وهو هوائي بوق مزدوج. ينقسم قسم الدليل الموجي إلى تجويف خلفي ودليل موجي على شكل هدب. يُرشّح التجويف الخلفي الأنماط الأعلى درجة المُثارة في الدليل الموجي. يُخفّض الدليل الموجي على شكل هدب تردد القطع لإرسال الوضع الرئيسي، مما يُحقق توسيع نطاق التردد.
هوائي البوق المضلع أصغر من هوائي البوق العام في نفس نطاق التردد وله مكسب أعلى من هوائي البوق العام في نفس نطاق التردد.
يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي القرن الهرمي ذي الحافة المزدوجة.

هوائي بوق متعدد الأوضاع
في العديد من التطبيقات، تكون هوائيات البوق مطلوبة لتوفير أنماط متماثلة في جميع المستويات، وتطابق مركز الطور في المستويين E وH، وقمع الفص الجانبي.
يُمكن لهيكل بوق الإثارة متعدد الأوضاع تحسين تأثير معادلة الشعاع لكل مستوى وتقليل مستوى الفصوص الجانبية. يُعدّ هوائي البوق المخروطي ثنائي الوضع من أكثر هوائيات البوق متعددة الأوضاع شيوعًا.
هوائي مخروطي مزدوج الوضع
يُحسّن بوق المخروط ثنائي الوضع نمط المستوى E بإدخال وضع TM11 ذي الرتبة الأعلى، مما يجعل نمطه يتميز بخصائص شعاعية متماثلة محوريًا ومتساوية. يوضح الشكل أدناه مخططًا تخطيطيًا لتوزيع المجال الكهربائي للفتحة للوضع الرئيسي TE11 والوضع ذي الرتبة الأعلى TM11 في موجه موجي دائري، بالإضافة إلى توزيع مجال الفتحة المُركّب.

ليس الشكل الهيكلي للبوق المخروطي ثنائي الوضع فريدًا. تشمل طرق التنفيذ الشائعة بوق بوتر وبوق بيكيت-بوتر.

يوضح الشكل أدناه نتائج محاكاة هوائي القرن المخروطي ثنائي الوضع من نوع Potter.

وقت النشر: 1 مارس 2024