Inhalt
- Was ist eine exponentielle Hornantenne?
- Welche Formen kann eine Hornantenne haben?
- Beispiel für ein geriffeltes Horn
- Wofür werden exponentielle Hornantennen verwendet?
- Vivaldi Antennen
- Ist eine TEM-Hornantenne eine exponentielle Hornantenne?
- Was sind die Vorteile von exponentiellen Hornantennen?
- Was sind die Schwächen exponentieller Hornantennen?
- Fragen & Antworten
Tamara Wilhite ist technische Redakteurin, Wirtschaftsingenieurin, Mutter von zwei Kindern und veröffentlichte Science-Fiction- und Horror-Autorin.
Was ist eine exponentielle Hornantenne?
Eine exponentielle Hornantenne, auch Skalarantenne genannt, ist eine Art Hornantenne. Hornantennen haben eine Trichter- oder Hornform. Die Querschnittsfläche der Öffnung folgt einer Exponentialfunktion. Dies maximiert die emittierte Energie und minimiert die Reflexionen innerhalb der Antenne.
Welche Formen kann eine Hornantenne haben?
Dieses Horn kann einer pyramidenförmigen oder konischen Form folgen. Die Pyramidenform hat einen trapezförmigen Querschnitt. Das geriffelte Horn hat exponentiell öffnende Metallstangen; Die Rippen in der Antenne senken die Grenzfrequenz und erhöhen ihre Bandbreite. Andere Hornantennen, wie beispielsweise eine exponentielle Hornantenne, haben häufig einen ähnlichen Querschnitt wie eine Vivaldi-Antenne.
Beispiel für ein geriffeltes Horn
Wofür werden exponentielle Hornantennen verwendet?
Hornantennen sind für höhere Frequenzbereiche wie UHF-Bänder ausgelegt. Exponentielle Hornantennen funktionieren wie andere Hornantennen gut als Mikrowellenantennen und können für Millimeterwellenanwendungen verwendet werden. Dies macht exponentielle Hornantennen in Kurzstreckenradarsystemen wie Geschwindigkeitsüberwachungssystemen üblich.
Sie können als Antennen oder Strahler verwendet werden, um eine Reflektorantenne wie eine Parabolantenne zu speisen. Das Horn wirkt als aufgeweiteter Wellenleiter.
Da exponentielle Hornantennen über einen weiten Frequenzbereich eine konstante Leistung aufweisen, werden sie häufig für EMV- oder elektromagnetische Verträglichkeitsmessanwendungen verwendet.
Exponentielle Hornantennen wurden in Bodenradarsystemen (GPR) und Zeitmesssystemen im freien Raum verwendet.
In einem IEEE-Papier aus dem Jahr 2017 wurde die Verwendung eines Kreisrings zur Erstellung einer unidirektionalen Antenne erörtert, mit der diese Antennen für WLAN-Systeme im Freien verwendet werden können. Sie werden jedoch normalerweise nicht für drahtlose 2,4-GHz-Netzwerkanwendungen verwendet.
Vivaldi Antennen
Ist eine TEM-Hornantenne eine exponentielle Hornantenne?
Eine TEM-Hornantenne kann eine linear verjüngte Metallplatte oder exponentiell verjüngte Metallplatten aufweisen. Kurz gesagt, eine TEM-Hornantenne kann eine exponentielle Hornantenne sein, aber nicht alle sind es.
Was sind die Vorteile von exponentiellen Hornantennen?
Alle Hornantennen haben eine moderate bis hohe Verstärkung. Die sehr große Apertur der exponentiellen Hornantenne gibt ihnen eine unglaublich hohe Verstärkung. Um die Verstärkung zu maximieren, sollte die Verjüngung so lang sein, dass die Phase der Wellenfront konstant ist. Es gibt jedoch einen Punkt, an dem sich die Längenzunahme für die relativ geringe Zunahme des Gewinns nicht lohnt.
Exponentielle Hornantennen haben ein niedriges SWR oder Stehwellenverhältnis und sie haben fast keine internen Reflexionen.
Hornantennen wie exponentielle Hornantennen weisen eine geringe Rückflussdämpfung auf.
Da Hornantennen kein Resonanzelement haben, haben sie eine große Bandbreite. Kurz gesagt, sie arbeiten über einen weiten Frequenzbereich. Darüber hinaus ist die Impedanz für diese Antennen über einen weiten Frequenzbereich konstant. Die Impedanzanpassung ist mit einer Hornantenne viel effizienter.
Diese Antennen lassen sich leicht an einen Wellenleiter anschließen und können mit einem Übergang entworfen werden, sodass Sie sie mit einem Koaxial-Feeder verwenden können.
Was sind die Schwächen exponentieller Hornantennen?
Exponentielle Hornantennen sind wie andere Hornantennen gerichtet. Die Form des Horns beeinflusst seine Richtwirkung und Leistung. Während Hornantennen relativ einfach herzustellen sind, sind exponentielle Hornmaterialien größer und verbrauchen mehr Material als pyramidenförmige und rein konische Antennen.
Fragen & Antworten
Frage: Ich interessiere mich sehr für die detaillierten Berechnungen von Exponentialhörnern mit kreisförmigem oder quadratischem Querschnitt. Könnten Sie einige Referenzen angeben? Meine Interessen sind eher theoretisch als praktisch, daher interessieren mich die mathematischen Formeln mehr als Messungen.
Antworten: Ich weiß, dass die Website von WA5VJB viele praktische Beispiele für die Herstellung von Hornantennen und anderen Antennentypen enthält. Ich glaube nicht, dass es so tief in die Gleichungen geht.
