شعله‌ور شدن آنتن شیپوری، گسترش تدریجی یک موجبر از گلوگاه آن به یک روزنه تابشی بزرگتر است.این گذار به میدان الکترومغناطیسی هدایت‌شده اجازه می‌دهد تا قبل از رسیدن به فضای آزاد پخش شود و به آنتن کمک می‌کند تا تطبیق امپدانس، جهت‌گیری و کنترل پرتو مفید را به دست آورد.
فلرینگ در آنتن شیپوری به چه معناست؟
یک موجبر ساده با انتهای باز می‌تواند تابش کند، اما مرز ناگهانی بین موجبر و فضای آزاد باعث بازتاب می‌شود و روزنه تابشی مؤثر را محدود می‌کند. یک شیپور شعله‌ور، سطح مقطع موجبر را به تدریج و نه به طور ناگهانی تغییر می‌دهد.
همچنان که میدان از میان شعله عبور می‌کند، در یک روزنه بزرگتر گسترش می‌یابد. سپس اندازه روزنه و توزیع فاز، ویژگی‌های مهمی مانند بهره، پهنای پرتو، لوب‌های جانبی و بازده تابش را تعیین می‌کنند. شعله‌ور شدن شدت گذار را کاهش می‌دهد، اما بازتاب را از بین نمی‌برد یا تطابق کامل را تضمین نمی‌کند.
چرا شعله آنتن شیپوری اهمیت دارد؟
تطبیق امپدانس و VSWR
یک گذار تدریجی عموماً عدم تطابق بین حالت هدایت‌شده و فضای آزاد را کاهش می‌دهد. نتیجه دقیق به مشخصات، طول، دیافراگم و ابعاد موجبر بستگی دارد، بنابراین VSWR باید در باند فرکانسی مورد نظر تأیید شود.
بهره و دیافراگم مؤثر
فلرینگ یک روزنه تابشی مؤثر بزرگتر ایجاد می‌کند. وقتی میدان روزنه توزیع دامنه و فاز مناسبی داشته باشد، انرژی بیشتری در جهت رو به جلو متمرکز می‌شود و بهره آنتن افزایش می‌یابد. بهره تنها توسط زاویه فلر تعیین نمی‌شود.
پهنای پرتو و الگوی تابش
یک روزنه الکتریکی بزرگتر معمولاً پرتو اصلی باریک‌تری تولید می‌کند. ابعاد فلر صفحه E و صفحه H را می‌توان به طور مستقل در یک شیپور هرمی انتخاب کرد و به طراحان اجازه می‌دهد پرتو را در هر صفحه اصلی شکل دهند.
خطای فاز دیافراگم
میدان به هر نقطه از روزنه دقیقاً با فاز یکسان نمی‌رسد. اگر یک شیپور برای اندازه روزنه‌اش خیلی کوتاه باشد، تغییر فاز می‌تواند افزایش یابد، راندمان روزنه را کاهش دهد و بر پرتو اصلی و لوب‌های کناری تأثیر بگذارد.
چگونه زاویه شعله، اندازه دیافراگم و طول شاخک با هم کار می‌کنند
هیچ زاویه شعله‌افکنی جهانی و ایده‌آلی برای هر آنتن شیپوری وجود ندارد. هندسه بهینه به فرکانس، حالت موجبر، بهره هدف، پهنای پرتو، پهنای باند، اندازه مجاز و الزامات الگوی تابش بستگی دارد.
- زاویه شعله‌ور شدن گسترده‌ترمی‌تواند در یک ساختار کوتاه‌تر، روزنه‌ی بزرگتری ایجاد کند، اما یک شیپور بیش از حد کوتاه ممکن است خطای فاز روزنه‌ی بزرگتری ایجاد کند.
- زاویه شعله کوچکترمعمولاً برای همان اندازه دهانه به هورن بلندتری نیاز دارد، که باعث افزایش طول مکانیکی و در عین حال پشتیبانی از انتقال تدریجی‌تر می‌شود.
- دیافراگم بزرگترمی‌تواند از جهت‌گیری بالاتر و پرتو باریک‌تر پشتیبانی کند، مشروط بر اینکه توزیع فاز و دامنه به خوبی کنترل شود.
هندسه‌های رایج بوق‌های شعله‌ور
- بوق سکتوری E-plane:عمدتاً در صفحه میدان الکتریکی شعله‌ور می‌شد.
- بوق قطاعی صفحه H:عمدتاً در صفحه میدان مغناطیسی شعله‌ور شد.
- شاخ هرمی:در هر دو صفحه اصلی شعله‌ور شده و معمولاً برای کاربردهای بهره استاندارد استفاده می‌شود.
- شاخ مخروطی:از یک موجبر دایره‌ای تشکیل شده و به سمت یک دیافراگم دایره‌ای گسترش یافته است.
ملاحظات طراحی عملی
مهندسان هندسه‌ی فلر را به همراه فرکانس کاری، ابعاد موجبر، بهره، پهنای پرتو ۳ دسی‌بل، VSWR، سطح لوب‌های جانبی، قطبش و محدودیت‌های مکانیکی ارزیابی می‌کنند. در فرکانس‌های موج میلی‌متری، دقت ماشینکاری، کیفیت سطح و تراز فلنج به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند زیرا خطاهای ابعادی کوچک، کسر بزرگتری از طول موج را نشان می‌دهند.
آنتن‌ها و اجزای موجبر مرتبط با فرکانس ۱۵ تا ۲۲ گیگاهرتز
محصولات زیر چندین قطعه RF موجود در محدوده 15 تا 22 گیگاهرتز را نشان می‌دهند. برای یک بوق با بهره استاندارد گشاد شده در این باند، به RM-SGHA51-25 مراجعه کنید.
RM-WPA51-7(15-22 گیگاهرتز)
RM-DCWPA1722-10(۱۷-۲۲ گیگاهرتز)
RM-SGHA51-25(14.5-22 گیگاهرتز)
RM-WCA51(۱۵-۲۲ گیگاهرتز)
آنتن‌های شیپوری شعله‌ور در کجا استفاده می‌شوند؟
- سیستم‌های اندازه‌گیری و کالیبراسیون آنتن
- سیستم‌های ارسال و دریافت رادار
- فیدهای ماهواره و آنتن بازتابنده
- آزمایش‌های آزمایشگاهی EMC و مایکروویو
- لینک‌های ارتباطی مایکروویو و موج میلی‌متری
سوالات متداول
آیا زاویه شعله بزرگتر همیشه باعث افزایش بهره می‌شود؟
خیر. زاویه فلر بزرگتر ممکن است اندازه دیافراگم را برای طول ثابت هورن افزایش دهد، اما خطای فاز بیش از حد می‌تواند راندمان دیافراگم را کاهش دهد. بهره به هندسه کامل و توزیع میدان بستگی دارد.
بهترین زاویه تابش برای آنتن شیپوری چقدر است؟
هیچ مقدار واحد و بهینه‌ای وجود ندارد. طراحان، زاویه را به همراه ابعاد روزنه و طول شیپوره انتخاب می‌کنند تا الزامات فرکانس، بهره، پهنای پرتو، VSWR و اندازه را برآورده کنند.
آیا فلرینگ انعکاس‌ها را از بین می‌برد؟
خیر. فلرینگ انتقال تدریجی‌تری از موجبر به فضای آزاد فراهم می‌کند و می‌تواند بازتاب را کاهش دهد، اما تطابق نهایی هنوز به طراحی کامل بستگی دارد.
انتخاب آنتن شیپوری
لوازم RF MISOراهکارهای آنتن شیپوریبرای کاربردهای مایکروویو و موج میلی‌متری. برای گزینه بهره استاندارد ۱۴.۵ تا ۲۲ گیگاهرتز، موارد زیر را بررسی کنیدRM-SGHA51-25برای یک مرور کلی گسترده‌تر، مراجعه کنید بهآنتن شیپوری: اصول کار، انواع، ویژگی‌های تابشی و کاربردها.
برای انتخاب هندسه، محدوده فرکانس، گین یا رابط فلر به کمک نیاز دارید؟تماس با RF MISOبرای بحث در مورد الزامات اندازه‌گیری یا یکپارچه‌سازی سیستم شما.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتن‌ها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
زمان ارسال: ۱۷ آوریل ۲۰۲۵
