Antena klakson adalah struktur yang terdiri dari pandu gelombang radio dan klakson logam. Mereka memiliki cakupan aplikasi yang luas dan digunakan dalam peralatan pengukuran dan sebagai perangkat independen.

Apa ini

Antena klakson adalah perangkat yang terdiri dari pandu gelombang ujung terbuka dan radiator. Bentuk antena tersebut adalah sektor H, sektor E, kerucut dan piramidal. Antenanya berpita lebar, ditandai dengan tingkat lobus yang kecil. Desain tanduk dengan kekuatan sederhana. Amplifier memungkinkannya berukuran kecil. Misalnya, lensa menyelaraskan fase gelombang dan memiliki efek positif pada dimensi perangkat.

Antena tampak seperti bel dengan pandu gelombang terpasang padanya. Kerugian utama dari klakson adalah parameternya yang mengesankan. Agar antena tersebut dapat berfungsi, antena tersebut harus ditempatkan pada sudut tertentu. Itulah sebabnya tanduknya lebih panjang daripada penampangnya. Jika kita mencoba membuat antena dengan diameter satu meter, ukurannya akan beberapa kali lebih panjang. Paling sering, perangkat tersebut digunakan sebagai iradiator cermin atau untuk melayani jalur relai radio.

Keunikan

Pola radiasi antena tanduk adalah distribusi sudut kerapatan fluks daya atau energi per satuan sudut. Definisi tersebut berarti bahwa perangkat tersebut broadband, memiliki jalur suplai dan tingkat lobus belakang diagram yang kecil. Untuk mendapatkan radiasi yang sangat terarah, klakson perlu dibuat panjang. Hal ini sangat tidak praktis dan dianggap sebagai kelemahan perangkat ini.

Salah satu jenis antena yang paling modern adalah tanduk parabola. Ciri dan keunggulan utama mereka adalah lobus samping rendah, yang dipadukan dengan pola radiasi sempit. Sebaliknya, perangkat klakson parabola berukuran besar dan berat. Salah satu contoh jenis ini adalah antena yang dipasang di stasiun luar angkasa Mir.

Dari segi sifat dan karakteristik teknisnya, perangkat klakson tidak berbeda dengan yang dipasang di telepon seluler. Satu-satunya perbedaan adalah yang terakhir memiliki antena kompak dan tersembunyi di dalamnya. Namun, antena klakson mini dapat rusak di dalam perangkat seluler, jadi disarankan untuk melindungi casing ponsel dengan casing.

Jenis

Ada beberapa jenis antena horn:

  • piramidal (dibuat dalam bentuk piramida tetrahedron dengan bagian persegi panjang, paling sering digunakan);
  • sektoral (memiliki tanduk dengan ekstensi H atau E);
  • berbentuk kerucut (dibuat dalam bentuk kerucut dengan penampang bulat, memancarkan gelombang terpolarisasi melingkar);
  • bergelombang (tanduk dengan bandwidth lebar, lobus samping tingkat rendah, digunakan untuk teleskop radio, antena parabola dan satelit);
  • tanduk-parabola (menggabungkan tanduk dan parabola, memiliki pola radiasi sempit, lobus samping rendah, beroperasi pada relai radio dan stasiun luar angkasa).

Studi tentang antena klakson memungkinkan Anda mempelajari prinsip operasinya, menghitung pola radiasi dan penguatan antena pada frekuensi tertentu.

bagaimana cara kerjanya

Antena pengukur tanduk berputar pada porosnya sendiri, terletak tegak lurus terhadap bidang. Detektor khusus dengan amplifikasi terhubung ke output perangkat. Jika sinyalnya lemah, karakteristik tegangan arus kuadrat terbentuk di detektor. Gelombang elektromagnetik diciptakan oleh antena stasioner, yang tugas utamanya adalah mentransmisikan gelombang klakson. Untuk menghilangkan karakteristik arah, dibalik. Kemudian pembacaan diambil dari perangkat. Antena diputar pada porosnya dan semua data yang diubah dicatat. Ini digunakan untuk menerima gelombang radio dan radiasi frekuensi ultratinggi. Perangkat ini memiliki keunggulan besar dibandingkan unit berbasis kabel, karena mampu menerima sinyal dalam jumlah besar.

Di mana itu digunakan?

Antena horn digunakan sebagai perangkat tersendiri dan sebagai antena untuk alat ukur, satelit dan peralatan lainnya. Derajat radiasi tergantung pada bukaan tanduk antena. Hal ini ditentukan oleh ukuran permukaannya. Alat ini digunakan sebagai iradiator. Jika desain perangkat dipadukan dengan reflektor disebut parabalik tanduk. Unit yang diperkuat sering digunakan untuk pengukuran. Antena digunakan sebagai cermin atau beam feed.

Permukaan bagian dalam tanduk bisa halus, bergelombang, dan generatrixnya bisa memiliki garis halus atau melengkung. Berbagai modifikasi perangkat pemancar ini digunakan untuk meningkatkan karakteristik dan fungsinya, misalnya untuk mendapatkan diagram aksisimetris. Jika perlu untuk memperbaiki sifat arah antena, lensa percepatan atau perlambatan dipasang di bukaan.

Pengaturan

Antena parabola tanduk disetel pada bagian pandu gelombang menggunakan diagram atau pin. Jika perlu, Anda dapat membuat perangkat tersebut sendiri. Antena termasuk dalam kelas aperture. Artinya, perangkat, tidak seperti model kabel, menerima sinyal melalui celah. Semakin besar tanduk antena maka semakin banyak pula gelombang yang diterimanya. Penguatan mudah dicapai dengan meningkatkan ukuran unit. Keunggulannya meliputi broadband, kesederhanaan desain, dan kemampuan pengulangan yang sangat baik. Kekurangannya adalah saat membuat satu antena, diperlukan bahan habis pakai dalam jumlah besar.

Untuk membuat antena piramida dengan tangan Anda sendiri, disarankan untuk menggunakan bahan yang murah, seperti baja galvanis, karton tahan lama, kayu lapis yang dikombinasikan dengan foil logam. Anda dapat menghitung parameter perangkat masa depan menggunakan kalkulator online khusus. Energi yang diterima oleh klakson memasuki pandu gelombang. Jika Anda mengubah posisi pin, antena akan beroperasi pada jangkauan yang luas. Saat membuat perangkat, perlu diingat bahwa dinding bagian dalam klakson dan pandu gelombang harus halus, dan bel harus kaku di bagian luar.

Radiasi berasal dari ujung terbuka pandu gelombang. Untuk menyalurkan energi elektromagnetik digunakan pandu gelombang berbentuk persegi panjang atau bulat.

Namun, pandu gelombang dapat digunakan tidak hanya untuk menyalurkan energi elektromagnetik, tetapi juga untuk memancarkannya.

Ujung pandu gelombang yang terbuka dapat dianggap sebagai antena gelombang mikro sederhana.

Ujung terbuka pandu gelombang adalah platform dengan medan elektromagnetik.1

Fitur medan elektromagnetik di ujung terbuka pandu gelombang.

1. Gelombangnya bukan tipe transversal TEM. (memiliki struktur yang lebih kompleks).

2. Selain gelombang datang, ada juga gelombang pantulan.

3. Seiring dengan jenis gelombang utama, jenis gelombang yang lebih tinggi juga terdapat di ujung pandu gelombang.

Selain itu, medan hadir tidak hanya pada bukaan pandu gelombang, tetapi juga pada permukaan luar akibat aliran arus ke permukaan ini dari ujung pandu gelombang.


Mempertimbangkan faktor-faktor ini sangat memperumit masalah penentuan medan radiasi dari ujung terbuka pandu gelombang, dan solusi matematisnya yang ketat menemui kesulitan besar. Oleh karena itu, metode solusi perkiraan biasanya digunakan. Untuk pemecahan masalah ini dibagi menjadi dua tugas: internal dan eksternal.

1) Tugas internalnya adalah menemukan medan pada bukaan pandu gelombang.

2) Tugas eksternalnya adalah mencari medan radiasi dari medan yang diketahui di aperture.

Pertimbangkan pandu gelombang persegi panjang.

Tipe gelombang dasar.

Beras. 45. Pandu gelombang persegi panjang (a) dan struktur medan di dalamnya untuk jenis gelombang: pada bidang xOy (b); di bidang xOz (c); di bidang yOz (g).

;

;

.

Intensitas medan elektromagnetik yang datang di tengah bukaan pandu gelombang.

Panjang gelombang dalam pandu gelombang.

Panjang gelombang di ruang bebas.

Reflektansi yang kompleks.

Lapangan luar:

Impedansi karakteristik muka gelombang pada ujung terbuka pandu gelombang.

Impedansi karakteristik medium tersebut adalah.

Memperhatikan hubungan lapangan yang ditemukan pada bidang-bidang utama

Area pembukaan pandu gelombang.



Pola radiasi ujung terbuka pandu gelombang persegi panjang.

Beras. 46. ​​​​Pola radiasi dari ujung terbuka pandu gelombang persegi panjang di

Terlihat dari gambar, lebar pola radiasinya besar. Untuk mendapatkan pola radiasi yang lebih tajam, penampang pandu gelombang dapat ditingkatkan secara bertahap, mengubah pandu gelombang menjadi klakson. Dalam hal ini, struktur medan pada pandu gelombang pada dasarnya dipertahankan.

Peningkatan halus pada penampang pandu gelombang meningkatkan koordinasinya dengan ruang kosong.

Beras. 47. Jenis utama klakson elektromagnetik.

Yang paling luas adalah tanduk sektoral dan piramidal.

Perhatikan bagian memanjang tanduk persegi panjang pada bidang E atau H.

Beras. 48. Bagian memanjang dari tanduk persegi panjang.

Membuka klakson

Lebar bukaan tanduk.

Panjang tanduk.

Bagian atas tanduk.

Penelitian tanduk biasanya dilakukan dengan menggunakan metode perkiraan karena kesulitan matematika.

Awalnya, bidang pembukaan ditentukan. Untuk mengatasi masalah ini, tanduk diasumsikan memiliki panjang tak terhingga, dan dindingnya idealnya bersifat konduktif.

Setelah masalah internal diselesaikan, masalah eksternal diselesaikan dengan cara biasa, yaitu dengan adalah bidang radiasi.

H – tanduk sektoral planar.

Untuk mencari struktur medan pada tanduk kita menggunakan sistem koordinat silinder.

Gelombang akan memiliki komponen.

Beras. 49. Sistem koordinat silinder untuk analisis tanduk sektoral.

Memecahkan sistem persamaan Maxwell dan menggunakan ekspresi asimtotik fungsi Hankel untuk nilai argumen yang besar, kita memperoleh nilai berikut untuk komponen medan

(1)

.

Disini kuat medan listrik pada titik tanduk dengan koordinat dan .

Rumus (1) menunjukkan bahwa pada komponen besar dan medan pada klakson mewakili gelombang silinder elektromagnetik transversal. Karena sebagian besar tanduk yang digunakan memiliki bukaan datar dan gelombang pada tanduk berbentuk silinder, maka medan dalam bukaan tidak akan sefasa.

Untuk menentukan distorsi fasa pada bukaan, perhatikan bagian memanjang klakson. Busur lingkaran yang berpusat di puncak tanduk mengikuti muka gelombang dan oleh karena itu merupakan garis dengan fase yang sama. Pada titik sembarang yang memiliki koordinat , fase medan tertinggal dari fase di tengah bukaan (di titik ) sebesar sudut

Beras. 50. Terhadap penentuan distorsi fasa pada bukaan klakson.

Karena biasanya tertanduk, kita dapat membatasi diri pada suku pertama perluasan

Rumus (2) adalah perkiraan. Mereka dapat digunakan ketika atau. Pada klakson yang digunakan, kondisi ini biasanya terpenuhi.

Terkadang lebih mudah untuk menentukan kesalahan fase maksimum pada bukaan tanduk melalui panjangnya dan setengah sudut bukaan.

Rumusnya berlaku untuk sembarang dan .

Jelas dari rumusnya bahwa, untuk medan tertentu dalam bukaan, semakin kecil perbedaan dari medan dalam fasa, semakin besar panjang tanduknya. Pembatasan dimensi memerlukan pencarian solusi kompromi, yaitu. menentukan panjang klakson di mana pergeseran fasa maksimum pada bukaannya tidak akan melebihi nilai tertentu yang diperbolehkan. Nilai ini biasanya ditentukan oleh penguatan arah terbesar yang dapat diperoleh dari tanduk dengan panjang tertentu. Untuk klakson sektoral, pergeseran fasa maksimum yang diizinkan adalah , yang sesuai dengan hubungan berikut antara panjang klakson optimal, ukuran bukaan, dan panjang gelombang:

Untuk menentukan distribusi amplitudo medan pada bukaan klakson, kita ambil

Dengan demikian, bidang pada bukaan tanduk sektoral akhirnya dapat direpresentasikan dengan ekspresi

Pola radiasi dalam pesawat

Ketergantungan karakteristik koefisien directivity pada bukaan tanduk relatif untuk berbagai panjang tanduk diberikan di bawah ini.

Beras. 51. Ketergantungan KND N - tanduk sektoral pada lebar bukaan relatif

pada panjang tanduk yang berbeda.

Untuk menghilangkan ketergantungan koefisien arah pada sumbu ordinat, produk diplot. Jelas dari grafik bahwa untuk setiap panjang tanduk terdapat bukaan tanduk tertentu di mana koefisien directivity maksimum. Penurunannya dengan peningkatan lebih lanjut dijelaskan oleh peningkatan tajam kesalahan fase pada aperture.

Tanduk yang mempunyai koefisien arah maksimum untuk panjang tertentu disebut optimal. Dari kurva-kurva yang ditunjukkan pada Gambar 3 terlihat jelas bahwa pada titik maksimum kurva-kurva tersebut bersesuaian dengan persamaan

Jika panjang klakson diambil lebih panjang, maka dengan luas bukaan yang sama koefisien arah bertambah, tetapi tidak terlalu banyak. Titik maksimum dari koefisien arah sesuai dengan koefisien pemanfaatan area bukaan.

Jika panjang klakson terus ditambah, maka pada batas at kita akan memperoleh medan sefasa pada bukaan klakson. Koefisien pemanfaatan area mode umum dengan distribusi amplitudo medan kosinus adalah . Jadi, menambah panjang klakson dibandingkan dengan panjang optimalnya tidak dapat meningkatkan koefisien directivity lebih dari

Karena kerugian yang rendah, efisiensi antena horn secara praktis dapat dianggap sebagai satu kesatuan.

Klakson sektoral e-plane.

Bidang di bukaan tanduk sektoral planar

(1)

Di Sini ; jarak dari tenggorokan tanduk.

Dari rumus (1) jelas bahwa perbedaan utama antara medan pada tanduk planar dan medan pada pandu gelombang adalah bentuk gelombangnya yang berbentuk silinder. Akibatnya, akan terjadi distorsi fase pada bukaan klakson, mirip dengan distorsi pada klakson planar.

Jika sudut bukaan klakson kecil, maka Anda bisa memasangnya. Dalam hal ini kuat medan listrik pada bukaan dapat dinyatakan dengan:

Bidang radiasi tanduk sektoral di pesawat

(2)

Dari rumus ini dapat disimpulkan bahwa pola radiasi pada bidang tanduk planar sama dengan pola radiasi pada ujung terbuka pandu gelombang.

Bidang di pesawat:

(3) . . tanduk.

Dalam hal ini, akan lebih mudah untuk menyajikan rumus sebagai:

besaran-besaran dalam tanda kurung diplot langsung sepanjang sumbu ordinat pada grafik yang ditunjukkan.

Perhitungan satu tanduk

Mari kita hitung panjang gelombangnya? dan bilangan gelombang k:

dimana c = 3*10 8 m/s adalah kecepatan cahaya.

Pemilihan dimensi penampang pandu gelombang persegi panjang dibuat berdasarkan kondisi bahwa hanya jenis gelombang utama H 10 yang merambat dalam pandu gelombang:

Berdasarkan nilai yang diterima? Mari kita pilih pandu gelombang merk R100 dengan dimensi a*b=22.86*10.16 mm.

Mari kita hitung koefisien arah klakson:

Mari kita cari nilai panjang tanduk optimal pada bidang E dan H:

Kami menggunakan persamaan untuk memasangkan klakson dengan pandu gelombang:

h 1 (1-a/a 1) = h 2 (1-b/a 2).

Untuk memastikan bahwa distorsi fase pada bukaan tidak melebihi nilai yang diizinkan, kami mengambil nilai panjang h yang lebih besar sebagai bilangan konstan dan menyatakan nilai yang lebih kecil dalam nilai yang lebih besar:

Mari kita hitung sudut bukaan antena klakson:

Mari kita menghitung dan membuat pola tanduk.

a) Di pesawat E


Beras. 3.

Lebar pola pada level 0,5: ? 0,5 = 5,4o.

b) Pada bidang H

Beras. 4. Pola arah tanduk pada bidang H

Lebar pola pada level 0,5: ? 0,5 = 4,9o

Perhitungan pola radiasi antena

1. Operasi mode umum.

Pola arah garis antena tanduk:

Faktor kisi ditentukan dengan rumus:

di mana d adalah jarak antara penghasil emisi.

Akan ada beberapa maxima difraksi dalam pola pengali. Karena dimensi bukaan satu tanduk adalah 20*30 cm, kondisi maksimum yang menjamin keberadaan satu tanduk tidak terpenuhi. Tetapi selama maxima difraksi berada di luar lobus utama pola satu emitor, maka maxima tersebut tidak akan berada dalam pola kisi, karena akan musnah ketika diagram dikalikan. Berdasarkan hal ini, kami menentukan jarak antara emitor d opt di mana lobus difraksi mulai muncul dalam pola garis emitor:

d memilih = ?/sin(? 0 isl) .

Berdasarkan pola satu tanduk, kita menemukan bahwa pada kedua bidang (bidang H dan E) ? 0 isl = 9 o, maka

d pilihan = 3,1/sin9 o = 19,8 cm.

Nilai d opt yang didapat mendekati besarnya bukaan klakson pada bidang E a 2 = 20 cm, maka kita ambil jarak antar emitor d = 20 cm, maka letak klakson pada antena akan menjadi menjadi seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5

Mempertimbangkan itu untuk jalur penghasil emisi mode umum?? = 0, kita mencari pola radiasi seluruh antena pada bidang E dengan menggunakan rumus berikut:


Beras. 6.

Lebar pola radiasi antena pada level nol dan level 0,5 ditentukan sebagai berikut:

Tingkat lobus samping:

Posisi maksimum difraksi pertama ditentukan dengan rumus:

Perbedaan = ± arcsin(p?? / d),

di mana p adalah jumlah lobus difraksi.

Perbedaan = ± arcsin(3,1 / 20) = ±8,9o.

Pola radiasi suatu garis pemancar pada bidang H akan sama dengan pola radiasi satu pemancar pada bidang H.

2. Mode pengoperasian di luar fase.

Mari kita hitung deviasi maksimum pola antena dari garis normal ke permukaannya:

Maks = ? 0,7 pulau.

Berdasarkan grafik pola tanduk tunggal pada bidang E (Gbr. 3), kita tentukan apa? maks = 4 o.

Jarak antara radiator susunan dengan ayunan pancaran listrik harus kurang optimal. Dalam kasus kami, ukuran bukaan tanduk pada bidang tempat sinar dibelokkan sama dengan nilai optimal. Dengan demikian, jarak antar emitor tidak dapat dikurangi, yang berarti lobus difraksi pengali kisi akan dimasukkan ke dalam lobus utama pola emitor. Hal ini akan menyebabkan peningkatan lobus samping pola antena.

Perbedaan fasa arus emitor?? kita temukan dari rumus yang menentukan arah radiasi maksimum.

Kita akan mencari pola radiasi antena dalam mode di luar fase dengan mengalikan pola satu emitor pada bidang E F 2 (? 2) dengan faktor kisi F n (? 2) di ?? = 2,8 rad.


Beras. 7.

Mari kita hitung directivity dan gain antena.

dimana S a = S?n adalah luas permukaan pancaran antena.

Radiasi berasal dari ujung terbuka pandu gelombang. Untuk menyalurkan energi elektromagnetik digunakan pandu gelombang berbentuk persegi panjang atau bulat.

Namun, pandu gelombang dapat digunakan tidak hanya untuk menyalurkan energi elektromagnetik, tetapi juga untuk memancarkannya.

Ujung pandu gelombang yang terbuka dapat dianggap sebagai antena gelombang mikro sederhana.

Ujung terbuka pandu gelombang adalah platform dengan medan elektromagnetik.1

Fitur medan elektromagnetik di ujung terbuka pandu gelombang.

1. Gelombangnya bukan tipe transversal TEM. (memiliki struktur yang lebih kompleks).

2. Selain gelombang datang, ada juga gelombang pantulan.

3. Seiring dengan jenis gelombang utama, jenis gelombang yang lebih tinggi juga terdapat di ujung pandu gelombang.

Selain itu, medan hadir tidak hanya pada bukaan pandu gelombang, tetapi juga pada permukaan luar akibat aliran arus ke permukaan ini dari ujung pandu gelombang.


Mempertimbangkan faktor-faktor ini sangat memperumit masalah penentuan medan radiasi dari ujung terbuka pandu gelombang, dan solusi matematisnya yang ketat menemui kesulitan besar. Oleh karena itu, metode solusi perkiraan biasanya digunakan. Untuk pemecahan masalah ini dibagi menjadi dua tugas: internal dan eksternal.

1) Tugas internalnya adalah menemukan medan pada bukaan pandu gelombang.

2) Tugas eksternalnya adalah mencari medan radiasi dari medan yang diketahui di aperture.

Pertimbangkan pandu gelombang persegi panjang.

Tipe gelombang dasar.

Beras. 45. Pandu gelombang persegi panjang (a) dan struktur medan di dalamnya untuk jenis gelombang: pada bidang xOy (b); di bidang xOz (c); di bidang yOz (g).

Intensitas medan elektromagnetik yang datang di tengah bukaan pandu gelombang.

Panjang gelombang dalam pandu gelombang.

Panjang gelombang di ruang bebas.

Reflektansi yang kompleks.

Lapangan luar:

Impedansi karakteristik muka gelombang pada ujung terbuka pandu gelombang.

Impedansi karakteristik medium tersebut adalah.

Memperhatikan hubungan lapangan yang ditemukan pada bidang-bidang utama

Area pembukaan pandu gelombang.

Pola radiasi ujung terbuka pandu gelombang persegi panjang.

Beras. 46. ​​​​Pola radiasi dari ujung terbuka pandu gelombang persegi panjang di

Terlihat dari gambar, lebar pola radiasinya besar. Untuk mendapatkan pola radiasi yang lebih tajam, penampang pandu gelombang dapat ditingkatkan secara bertahap, mengubah pandu gelombang menjadi klakson. Dalam hal ini, struktur medan pada pandu gelombang pada dasarnya dipertahankan.

Peningkatan halus pada penampang pandu gelombang meningkatkan koordinasinya dengan ruang kosong.

Beras. 47. Jenis utama klakson elektromagnetik.

Yang paling luas adalah tanduk sektoral dan piramidal.

Perhatikan bagian memanjang tanduk persegi panjang pada bidang E atau H.

Beras. 48. Bagian memanjang dari tanduk persegi panjang.

Membuka klakson

Lebar bukaan tanduk.

Panjang tanduk.

Bagian atas tanduk.

Penelitian tanduk biasanya dilakukan dengan menggunakan metode perkiraan karena kesulitan matematika.

Awalnya, bidang pembukaan ditentukan. Untuk mengatasi masalah ini, tanduk diasumsikan memiliki panjang tak terhingga, dan dindingnya idealnya bersifat konduktif.

Setelah masalah internal diselesaikan, masalah eksternal diselesaikan dengan cara biasa, yaitu dengan adalah bidang radiasi.

H – tanduk sektoral planar.

Untuk mencari struktur medan pada tanduk kita menggunakan sistem koordinat silinder.

Gelombang akan memiliki komponen.

Beras. 49. Sistem koordinat silinder untuk analisis tanduk sektoral.

Memecahkan sistem persamaan Maxwell dan menggunakan ekspresi asimtotik fungsi Hankel untuk nilai argumen yang besar, kita memperoleh nilai berikut untuk komponen medan

Disini kuat medan listrik pada titik tanduk dengan koordinat dan .

Rumus (1) menunjukkan bahwa pada komponen besar dan medan pada klakson mewakili gelombang silinder elektromagnetik transversal. Karena sebagian besar tanduk yang digunakan memiliki bukaan datar dan gelombang pada tanduk berbentuk silinder, maka medan dalam bukaan tidak akan sefasa.

Untuk menentukan distorsi fasa pada bukaan, perhatikan bagian memanjang klakson. Busur lingkaran yang berpusat di puncak tanduk mengikuti muka gelombang dan oleh karena itu merupakan garis dengan fase yang sama. Pada titik sembarang yang memiliki koordinat , fase medan tertinggal dari fase di tengah bukaan (di titik ) sebesar sudut

Beras. 50. Terhadap penentuan distorsi fasa pada bukaan klakson.

Karena biasanya tertanduk, kita dapat membatasi diri pada suku pertama perluasan

Rumus (2) adalah perkiraan. Mereka dapat digunakan ketika atau. Pada klakson yang digunakan, kondisi ini biasanya terpenuhi.

Terkadang lebih mudah untuk menentukan kesalahan fase maksimum pada bukaan tanduk melalui panjangnya dan setengah sudut bukaan.

Rumusnya berlaku untuk sembarang dan .

Jelas dari rumusnya bahwa, untuk medan tertentu dalam bukaan, semakin kecil perbedaan dari medan dalam fasa, semakin besar panjang tanduknya. Pembatasan dimensi memerlukan pencarian solusi kompromi, yaitu. menentukan panjang klakson di mana pergeseran fasa maksimum pada bukaannya tidak akan melebihi nilai tertentu yang diperbolehkan. Nilai ini biasanya ditentukan oleh penguatan arah terbesar yang dapat diperoleh dari tanduk dengan panjang tertentu. Untuk klakson sektoral, pergeseran fasa maksimum yang diizinkan adalah , yang sesuai dengan hubungan berikut antara panjang klakson optimal, ukuran bukaan, dan panjang gelombang:

Untuk menentukan distribusi amplitudo medan pada bukaan klakson, kita ambil

Dengan demikian, bidang pada bukaan tanduk sektoral akhirnya dapat direpresentasikan dengan ekspresi

Pola radiasi dalam pesawat

Ketergantungan karakteristik koefisien directivity pada bukaan tanduk relatif untuk berbagai panjang tanduk diberikan di bawah ini.

Beras. 51. Ketergantungan KND N - tanduk sektoral pada lebar bukaan relatif

pada panjang tanduk yang berbeda.

Untuk menghilangkan ketergantungan koefisien arah pada sumbu ordinat, produk diplot. Jelas dari grafik bahwa untuk setiap panjang tanduk terdapat bukaan tanduk tertentu di mana koefisien directivity maksimum. Penurunannya dengan peningkatan lebih lanjut dijelaskan oleh peningkatan tajam kesalahan fase pada aperture.

Tanduk yang mempunyai koefisien arah maksimum untuk panjang tertentu disebut optimal. Dari kurva-kurva yang ditunjukkan pada Gambar 3 terlihat jelas bahwa pada titik maksimum kurva-kurva tersebut bersesuaian dengan persamaan

Jika panjang klakson diambil lebih panjang, maka dengan luas bukaan yang sama koefisien arah bertambah, tetapi tidak terlalu banyak. Titik maksimum dari koefisien arah sesuai dengan koefisien pemanfaatan area bukaan.

Jika panjang klakson terus ditambah, maka pada batas at kita akan memperoleh medan sefasa pada bukaan klakson. Koefisien pemanfaatan area mode umum dengan distribusi amplitudo medan kosinus adalah . Jadi, menambah panjang klakson dibandingkan dengan panjang optimalnya tidak dapat meningkatkan koefisien directivity lebih dari

Karena kerugian yang rendah, efisiensi antena horn secara praktis dapat dianggap sebagai satu kesatuan.

Klakson sektoral e-plane.

Bidang di bukaan tanduk sektoral planar

Di Sini ; jarak dari tenggorokan tanduk. tanduk planar sama dengan ujung terbuka pandu gelombang. tanduk planar, mis. .

Saat memilih dimensi tanduk planar, Anda dapat dipandu oleh pertimbangan yang sama seperti yang diuraikan di atas sehubungan dengan tanduk planar.

Antena tanduk termasuk dalam kelas yang disebut antena bukaan. Aperture merupakan area bukaan antena yang efektif. Antena seperti itu, tidak seperti antena kawat, “menangkap gelombang” secara langsung dengan bukaannya, dan antena tanduk adalah contoh utama dari hal ini. Ini mirip dengan cara paus biru menangkap plankton. Semakin banyak membuka mulutnya (bukaan), semakin banyak plankton ( energi elektromagnetik) akan menangkap. Dengan kata lain, penguatan antena klakson berbanding lurus dengan luas bukaan klakson, dan kita dapat mencapai penguatan yang mengesankan hanya dengan meningkatkan ukurannya. Antena tanduk banyak digunakan dalam komunikasi relai radio profesional atau sebagai pengumpan antena parabola.

Dengan membuat antena klakson sederhana dengan tangan kita sendiri tanpa trik khusus pemerataan fase, seperti klakson berbentuk H, kita dapat memperoleh penguatan hingga 20-25 dBi. Keuntungan dari antena horn termasuk fakta bahwa antena ini cukup broadband dan, oleh karena itu, mempunyai kemampuan pengulangan yang baik, memiliki desain yang cukup sederhana dengan gain yang relatif besar. Di antara kekurangannya, kita dapat menyebutkan tingginya konsumsi material dibandingkan, misalnya dengan antena patch panel, yang memiliki gain yang sama, serta angin yang besar. Banyak orang yang tidak disebutkan namanya merasa tidak nyaman dengan penggunaan antena klakson sebagai standar pengukuran pada peralatan profesional. Kemana kita akan pergi dengan kaleng kita? Nah, apakah salah menggunakan kaleng sebagai antena alih-alih menggunakan pandu gelombang bundar? Tapi itu berhasil! Bagi kebanyakan orang yang tidak disebutkan namanya, mendapatkan fiberglass foil, dan terlebih lagi pelat tembaga atau semacamnya, cukup bermasalah dan mahal. Oleh karena itu, penggunaan galvanisasi untuk membuat antena klakson dengan tangan Anda sendiri tidak hanya dapat diterima, tetapi juga dibenarkan secara ekonomi. Selain itu, Anda bisa menggunakan kayu lapis atau karton yang dipadukan dengan kertas logam. Anda dapat melihat salah satu desain tersebut pada link di akhir artikel.

Antena klakson dibagi menjadi:

  • berbentuk kerucut
  • sektoral
  • berbentuk piramide
  • bergelombang

Antena tanduk piramida paling cocok untuk dibuat sendiri. Anda dapat menghitung dimensi desain antena tersebut menggunakan kalkulator online kami. Energi elektromagnetik yang dikumpulkan oleh klakson memasuki bagian pandu gelombang persegi panjang. Di dalam pandu gelombang terdapat sambungan pandu gelombang koaksial, kira-kira sama dengan antena kaleng. Dengan mengubah ukuran dan posisi pin, Anda dapat mencocokkan antena pada rentang yang luas dengan pengumpan 75 ohm dan 50 ohm.