تمدد الهوائي القرني هو التوسع التدريجي للموجة الدليلية من عنقها إلى فتحة إشعاع أكبر.يسمح هذا الانتقال للمجال الكهرومغناطيسي الموجه بالانتشار قبل أن يصل إلى الفضاء الحر، مما يساعد الهوائي على تحقيق مطابقة معاوقة مفيدة، وتوجيهية، والتحكم في الحزمة.
ماذا يعني التوهج في هوائي البوق؟
يمكن لموجه موجي بسيط مفتوح الطرفين أن يشعّ، لكن الحد الفاصل الحاد بين الموجه والفضاء الحر يتسبب في انعكاس الضوء ويحد من فتحة الإشعاع الفعالة. أما البوق المتسع فيغير المقطع العرضي للموجه الموجي تدريجيًا بدلًا من التغيير المفاجئ.
أثناء مرور المجال عبر التوهج، يتوسع عبر فتحة أكبر. ويحدد حجم الفتحة وتوزيع الطور خصائص مهمة مثل الكسب، وعرض الحزمة، والفصوص الجانبية، وكفاءة الإشعاع. يقلل التوهج من حدة الانتقال، ولكنه لا يزيل الانعكاس أو يضمن تطابقًا مثاليًا.
لماذا يُعدّ توهج هوائي البوق مهمًا؟
مطابقة المعاوقة ونسبة الموجة الموقوفة
يُقلل الانتقال التدريجي عمومًا من عدم التوافق بين النمط الموجه والفضاء الحر. وتعتمد النتيجة الدقيقة على شكل البوق وطوله وفتحة العدسة وأبعاد الدليل الموجي، لذا يجب التحقق من نسبة الموجة الموقوفة (VSWR) عبر نطاق التردد المستهدف.
الكسب والفتحة الفعالة
يؤدي التوهج إلى فتحة إشعاع فعالة أكبر. عندما يكون لحقل الفتحة توزيع مناسب للسعة والطور، تتركز طاقة أكبر في الاتجاه الأمامي، مما يزيد من كسب الهوائي. ولا يتحدد الكسب بزاوية التوهج وحدها.
عرض الحزمة ونمط الإشعاع
عادةً ما ينتج عن فتحة كهربائية أكبر حزمة رئيسية أضيق. ويمكن اختيار أبعاد التوهج في المستويين E وH بشكل مستقل في البوق الهرمي، مما يسمح للمصممين بتشكيل الحزمة في كل مستوى رئيسي.
خطأ طور الفتحة
لا يصل المجال إلى كل نقطة من الفتحة بنفس الطور تمامًا. إذا كان البوق قصيرًا جدًا بالنسبة لحجم فتحته، فقد يزداد تباين الطور، مما يقلل من كفاءة الفتحة ويؤثر على الحزمة الرئيسية والفصوص الجانبية.
كيف تعمل زاوية التوهج وحجم فتحة العدسة وطول البوق معًا
لا توجد زاوية مثالية موحدة لجميع أنواع الهوائيات ذات البوق. يعتمد الشكل الهندسي الأمثل على التردد، ونمط الموجة الموجهة، وكسب الهدف، وعرض الحزمة، وعرض النطاق الترددي، والحجم المسموح به، ومتطلبات نمط الإشعاع.
- زاوية توهج أوسعيمكن أن ينتج فتحة أكبر في هيكل أقصر، ولكن البوق القصير للغاية قد يؤدي إلى خطأ أكبر في طور الفتحة.
- زاوية توهج أصغريتطلب الأمر عمومًا بوقًا أطول لنفس حجم الفتحة، مما يزيد من الطول الميكانيكي مع دعم انتقال أكثر تدريجية.
- فتحة أكبريمكن أن يدعم توجيهًا أعلى وشعاعًا أضيق، شريطة أن يظل توزيع الطور والسعة تحت السيطرة الجيدة.
الأشكال الهندسية الشائعة للقرون المتوهجة
- بوق قطاعي للطائرة الإلكترونية:اشتعلت بشكل رئيسي في مستوى المجال الكهربائي.
- بوق قطاعي على مستوى H:اشتعلت بشكل رئيسي في مستوى المجال المغناطيسي.
- قرن هرمي:متوهجة في كلا المستويين الرئيسيين وتستخدم عادة لتطبيقات الكسب القياسي.
- بوق مخروطي:تتكون من دليل موجي دائري وتتوسع باتجاه فتحة دائرية.
اعتبارات التصميم العملية
يُقيّم المهندسون هندسة التوهج جنبًا إلى جنب مع تردد التشغيل، وأبعاد الدليل الموجي، والكسب، وعرض الحزمة عند 3 ديسيبل، ونسبة الموجة الموقوفة، ومستوى الفصوص الجانبية، والاستقطاب، والقيود الميكانيكية. عند ترددات الموجات المليمترية، تزداد أهمية دقة التصنيع وجودة السطح ومحاذاة الحافة، لأن الأخطاء البُعدية الصغيرة تُمثل جزءًا أكبر من الطول الموجي.
مكونات الهوائيات والموجهات الموجية ذات الصلة بترددات 15-22 جيجاهرتز
توضح المنتجات أدناه العديد من مكونات الترددات الراديوية المتوفرة في نطاق 15-22 جيجاهرتز. للاطلاع على هوائي بوق قياسي ذي كسب متوهج في هذا النطاق، انظر RM-SGHA51-25.
RM-WPA51-7(15-22 جيجاهرتز)
RM-DCWPA1722-10(17-22 جيجاهرتز)
RM-SGHA51-25(14.5-22 جيجاهرتز)
RM-WCA51(15-22 جيجاهرتز)
أين تُستخدم هوائيات البوق المتوهجة
- أنظمة قياس ومعايرة الهوائيات
- أنظمة إرسال واستقبال الرادار
- تغذية الأقمار الصناعية وهوائيات العاكس
- اختبارات التوافق الكهرومغناطيسي والميكروويف في المختبر
- روابط الاتصال بالميكروويف والموجات المليمترية
الأسئلة الشائعة
هل تؤدي زاوية التوهج الأكبر دائمًا إلى زيادة الكسب؟
لا. قد تؤدي زاوية التوهج الأكبر إلى زيادة حجم الفتحة مع ثبات طول البوق، ولكن خطأ الطور المفرط قد يقلل من كفاءة الفتحة. يعتمد الكسب على الهندسة الكاملة وتوزيع المجال.
ما هي أفضل زاوية توهج لهوائي البوق؟
لا توجد قيمة مثالية واحدة. يختار المصممون الزاوية مع أبعاد الفتحة وطول البوق لتلبية متطلبات التردد والكسب وعرض الحزمة ونسبة الموجة الموقوفة والحجم.
هل يؤدي التوهج إلى إزالة الانعكاسات؟
لا. يوفر التوسيع انتقالًا أكثر تدريجيًا من الدليل الموجي إلى الفضاء الحر ويمكن أن يقلل من الانعكاس، لكن التطابق النهائي لا يزال يعتمد على التصميم الكامل.
اختيار هوائي بوقي
مستلزمات RF MISOحلول هوائيات البوقلتطبيقات الموجات الميكروية والموجات المليمترية. للاطلاع على خيار الكسب القياسي بتردد 14.5-22 جيجاهرتز، راجعRM-SGHA51-25للحصول على نظرة عامة أشمل، انظرالهوائي البوقي: مبدأ العمل، الأنواع، خصائص الإشعاع والتطبيقات.
هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار شكل التوهج، أو نطاق التردد، أو الكسب، أو الواجهة؟اتصل بـ RF MISOلمناقشة متطلبات القياس أو تكامل الأنظمة الخاصة بك.
لمعرفة المزيد عن الهوائيات، يرجى زيارة:
تاريخ النشر: 17 أبريل 2025
