האָרן אַנטענעס זענען צווישן די מערסט וויידלי געניצטע ריכטונגס-אַנטענעס אין מייקראַווייוו און מילימעטער-כוואַליע אינזשעניריע. זייער פּשוטע מעכאַנישע סטרוקטור, פאָרויסזאָגבארע ראַדיאַציע קעראַקטעריסטיקס, רעלאַטיוו נידעריקע רעפלעקציע, און פיייקייט צו דערגרייכן מיטלמעסיקע ביז הויכע געווינס מאַכן זיי ווערטפול אין אַנטענע מעסטונג, EMC טעסטינג, ראַדאַר, קאָמוניקאַציע סיסטעמען, פיד סיסטעמען, און RF לאַבאָראַטאָריעס.
א האָרן אַנטענע קען אין עסענץ באַטראַכט ווערן ווי אַכוואַליעפירער מיט אַ ביסלעכווייַז אויסגעברייטערטער עפענונגאנשטאט צו דערלויבן עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס צו באַגעגענען אַ פּלוצעמדיקן איבערגאַנג פֿון די כוואַליעפֿירער צו פֿרײַעם פּלאַץ, גיט די אויסגעברייטערטע סעקציע אַ מער גראַדועלן טראַנספֿאָרמאַציע. דאָס העלפֿט פֿאַרבעסערן די אימפּעדאַנס־מאַטשינג און ריכט מער פֿון דער עלעקטראָמאַגנעטישע ענערגיע אין אַ קאָנטראָלירטן ראַדיאַציע־שטראַל.
דעפּענדינג אויף די כוואַליעגייד דזשיאַמעטרי און די ריכטונג אין וועלכער די עפענונג איז יקספּאַנדיד, קענען האָרן אַנטענעס זיין דיזיינד אין עטלעכע פארמען, אַרייַנגערעכנטסעקטאָראַלע הערנער, פּיראַמידאַלע הערנער און קאָנישע הערנערדער אריגינעלער רעפערענץ ארטיקל ניצט די דריי קאנפיגוראציעס אלס די הויפט הקדמה צו האָרן אַנטענע סטרוקטורן.
1. ווי אזוי ארבעט א האָרן אַנטענע?
א כוואַליע־פירער פֿאַרשפּאַרט עלעקטראָמאַגנעטישע ענערגיע אין אַ קאַנדאַקטיווער סטרוקטור. ווען די געפֿירטע כוואַליע דערגרייכט אַן אָפֿענעם עק, שטראַלט אַ טייל פֿון דער ענערגיע אין פֿרײַעם אָרט, בשעת אַ טייל קען ווערן רעפֿלעקטירט צוליב דעם איבערגאַנג צווישן די כוואַליע־פירער און פֿרײַעם־אָרט אימפּעדאַנסן.
א האָרן אַנטענע רעדוצירט די פּלוצעמדקייט פון דעם איבערגאַנג דורך ביסלעכווייַז פאַרגרעסערן די כוואַליעפירער קראָס סעקשאַן צו דער עפענונג.
ווי די עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע פֿאַרשפּרייט זיך דורך דעם אויסגעברייטערטן אָפּטייל, פֿאַרברייטערט זיך דאָס פֿעלד איבער אַ גרעסערע עפענונג. די עפענונג שטראַלט זיך דאַן אויס אין פֿרײַעם אָרט און פּראָדוצירט אַ ריכטונגס-שטראַל.
דערפֿאַר דינט דער פֿלאַם צוויי וויכטיקע צוועקן:
- עס גיט אַ גלאַטערן איבערגאַנג צווישן דעם כוואַליעגייד און פרייען פּלאַץ.
- עס פאַרגרעסערט די עפעקטיווע ראַדיייטינג אַפּערטור, אַלאַוינג גרעסערע דירעקטיוויטי און געווינס.
עס איז וויכטיג צו באַמערקן אַז אַ האָרן טוטנישט גאָר עלימינירן רעפלעקציעס אדער שטייענדיקע כוואַליעסאנשטאט, קען א צוגעפאסט דיזיינירטער האָרן רעדוצירן רעפלעקציע און צושטעלן גוטע אימפעדאַנס מאַטשינג, וואָס איז געוויינטלעך רעפלעקטירט אין אַ רעלאַטיוו נידעריק VSWR.
פיגור 1. טיפישע האָרן אַנטענע מיט אַ ביסלעכווייַז אויסגעברייטערטער כוואַליעפירער עפענונג.
2. אפערירן פרעקווענץ פון האָרן אַנטענעס
האָרן אַנטענעס האָבן נישט איין אוניווערסאַלע פרעקווענץ קייט.
זייער אפעראציע פרעקווענץ איז מערסטנס באשטימט דורך דיוועווגייד דימענסיעס, וועווגייד מאָדע, עפענונג דזשיאַמעטרי, פיד סטרוקטור, און בדעה באַנדווידט.
טראדיציאנעלע האָרן אַנטענעס זענען ספּעציעל געוויינטלעך ביי מייקראַוועוו און מילימעטער-כוואַליע פרעקווענצן ווייל כוואַליעפירער דימענסיעס ווערן פּראַקטיש ווי כוואַליעפלייד פאַרקלענערט זיך. אָבער, ספּעציעל דיזיינד ברייטבאַנד האָרן סטרוקטורן קענען אויך אַרבעטן ביי נידעריקערע פרעקווענצן, בשעת פּרעציזיע כוואַליעפירער הערנער קענען זיך אויסשטרעקן גוט אין מילימעטער-כוואַליע און סוב-טהז באַנדס.
למשל, האָרן אַנטענע דיזיינז קען מען געפֿינען פֿון הונדערטער מעגאַהערץ ביז ווײַט העכער 100 גיגאַהערץ. RF MISO אָפערט איצט ברייטבאַנד האָרן קאָנפיגוראַציעס וואָס אַרבעטן פֿון300–750 מעגהערץ, ווי אויך קאנישע האָרן אַנטענעס וואָס דעקן220–325 גיגאהערץ, אילוסטרירנדיק ווי ברייט די פּראַקטישע פרעקווענץ שפּאַן פון דעם אַנטענע משפּחה קען זיין.
3. הויפּט טיפּן פון האָרן אַנטענעס
3.1 סעקטאָראַלע האָרן אַנטענע
א סעקטאָראַלער האָרן ווערט פּראָדוצירט ווען אַ רעכטעקיקער כוואַליע-פירער ווערט אויסגעברייטערט אין בלויז איין פלאַך.
אויב דער וועיווגייד ווערט פארברייטערט אין דיE-פליגער, די סטרוקטור ווערט גערופן אE-פלאַן סעקטאָראַל האָרןאויב די אויסברייטונג פאסירט אין דיH-פלאַך, ווערט עס גערופן אַH-פלאַך סעקטאָראַל האָרן.
ווײַל די עפענונג־דימענסיע וואַקסט נאָר אין איין פלאַך, איז די שטראַל־פאָרמינג מער אויסגעשפּראָכן אין יענער קאָרעספּאָנדירנדיקער פלאַך.
3.2 פּיראַמידאַל האָרן אַנטענע
א פּיראַמידאַל האָרן ווערט געפֿאָרעמט ווען אַ רעכטעקיקער כוואַליע־פֿירער ווערט אויסגעברייטערט אין ביידע די E-פּלאַן און H-פּלאַן ריכטונגען.
די רעזולטירנדיקע סטרוקטור ריזעמבאַלז אַ אפגעקירצטע פּיראַמיד און צושטעלט עפענונג יקספּאַנשאַן אין ביידע דימענסיעס.
פּיראַמידאַלע הערנער ווערן וויידלי געניצט ווינאָרמאַל געווינס הערנער און רעפערענץ אַנטענעסווייל זייערע געווינס און ראַדיאַציע מוסטערן קענען גענוי כאַראַקטעריזירט ווערן.
RF MISO, למשל, אָפפערט סטאַנדאַרט געווינס האָרן אַנטענעס איבער פילע מייקראַווייוו און מילימעטער-כוואַליע באַנדס. איר WR10 סטאַנדאַרט געווינס האָרן משפּחה כולל מאָדעלס וואָס אַרבעטן פון75 ביז 110 גיגאהערץ, מיט ספּעציפֿישע געווינס, VSWR, פּאָלאַריזאַציע און שטראַלווידט קעראַקטעריסטיקס.
3.3 קאָנישע האָרן אַנטענע
א קאנישער האָרן ווערט בכלל געשאפן דורך ביסלעכווייַז אויסברייטערן אַ קייַלעכדיקע כוואַליעפירער צו אַ קייַלעכדיקע עפענונג.
נישט ווי אַ פּיראַמידאַל האָרן, וואָס שטאַמט פֿון אַ רעכטעקיקן כוואַליע־פירער, האָט אַ קאָנישער האָרן ראָטאַציע־סימעטרישע געאָמעטריע.
קאָנישע האָרן אַנטענעס ווערן אָפט געניצט אין מייקראַווייוו, מילימעטער-כוואַליע, פיד און מעסטונג אַפּלאַקיישאַנז. דעפּענדינג אויף די פיד סטרוקטור און פּאָלאַריזאַציע נעץ, קענען זיי אויך שטיצן מער ספּעשאַלייזד פּאָלאַריזאַציע קאַנפיגיעריישאַנז.
פיגור 2. טיפּישע האָרן אַנטענע קאָנפיגוראַציעס: E-פּלאַן סעקטאָראַל, H-פּלאַן סעקטאָראַל, פּיראַמידאַל און קאָניקאַל הערנער.
4. פלער ווינקל, אַפּערטשער גרייס און האָרן לענג
די געאמעטריע פון א האָרן האט א דירעקטן איינפלוס אויף זיין עלעקטראָמאַגנעטישן פאָרשטעלונג.
דריי וויכטיגע דיזיין פּאַראַמעטערס זענען:
פלער ווינקל, עפענונג גרייס, און האָרן לענג.
א גרעסערע עפענונג קען בכלל צושטעלן העכערע ריכטונגס-קראפט און א שמאלערן שטראל, אבער פשוט פארגרעסערן דעם פלער ווינקל פראדוצירט נישט אויטאמאטיש בעסערע פערפארמאנס.
אויב דער האָרן איז צו קורץ פֿאַר אַ געגעבענער עפענונג גרייס, קען איבערגעטריבענע פאַזע וועריאַציע דערשייַנען אַריבער דער עפענונג. דאָס רעדוצירט עפענונג עפעקטיווקייט און קען דעגראַדירן דעם ראַדיאַציע מוסטער.
פארקערט, מאכן דעם האָרן צו לאַנג פארגרעסערט די מעכאַנישע גרייס און וואָג אָן נייטיק צושטעלן אַ פּראָפּאָרציאָנעלע פֿאַרבעסערונג אין פאָרשטעלונג.
האָרן פּלאַן דעריבער ינוואַלווז באַלאַנסינג:
- אַפּערטור גרייס
- פלער ווינקל
- לענג
- פאַזע טעות
- געווינען
- שטראַלברייט
- מעכאַנישע דימענסיעס
5. ראַדיאַציע מוסטער און שטראַל קעראַקטעריסטיקס
האָרן אַנטענעס זענען בכלל דירעקשאַנאַל ראַדיאַטאָרס.
עלעקטראָמאַגנעטישע ענערגיע איז קאָנצענטרירט בפֿרט אין דער פֿאָרווערטס ריכטונג דורך דער עפענונג, פּראָדוצירנדיק אַ קלאָר דעפֿינירטן הויפּט שטראַל צוזאַמען מיט זײַטלאָבן.
צוויי ראַדיאַציע מוסטער קאַץ זענען באַזונדער וויכטיק:
- E-פּלאַן ראַדיאַציע מוסטער
- H-פלאַך ראַדיאַציע מוסטער
די3 דציבל שטראַלברייטווערט געוויינטלעך גענוצט צו באשרייבן די ווינקלדיקע ברייט פון דעם הויפט שטראַל צווישן די צוויי פונקטן וואו די אויסגעשטראלטע מאַכט פאלט 3 dB אונטער איר מאַקסימום ווערט.
בכלל, פארגרעסערן די עפעקטיווע אפערטור אין באצוג צו די כוואַליע-לענג פארגרעסערט די ריכטונג און טענדירט צו פארענגערן דעם שטראל.
די באַציִונג קען אויך באמערקט ווערן אין פּראַקטישע מילימעטער-כוואַליע האָרן אַנטענעס. למשל, RF MISO'ס 75–110 GHz סטאַנדאַרט געווינס הערנער ספּעציפֿיצירן E-פּלאַן און H-פּלאַן שטראַלברייט קעראַקטעריסטיקס צוזאַמען מיט געווינס און VSWR דאַטן.
פיגור 3. אילוסטראציע פון עלעקטראמאגנעטישע כוואליע אויסברייטונג און שטראלונג דורך א הארן אפעראציע.
6. מעלות פון האָרן אַנטענעס
האָרן אַנטענעס פאָרשלאָגן עטלעכע אַדוואַנידזשיז פֿאַר RF און מייקראַווייוו סיסטעמען:
גוטע דירעקטיוויטעט
די פארגרעסערטע עפענונג קאנצענטרירט שטראלונג אין דער פארווערטס ריכטונג.
פאָרויסזאָגבארע ראַדיאַציע קעראַקטעריסטיקס
גוט-דיזיינד האָרן אַנטענעס קענען צושטעלן סטאַבילע און גוט-דעפינירטע E-פּלאַן און H-פּלאַן פּאַטערנז.
גוטע אימפּעדאַנס מאַטשינג
דער גראַדועל איבערגאַנג פון כוואַליעפירער צו פרייען פּלאַץ קען רעדוצירן אָפּשפּיגלונג און שטיצן נידעריק VSWR.
מיטלמעסיגע ביז הויכע געווינס
פֿאַרשידענע אַפּערטור סיזעס און האָרן לענגקטס קענען זיין דיזיינד צו צושטעלן פֿאַרשידענע געווינס לעוועלס.
רעלאַטיוו פּשוטע סטרוקטור
קאַמפּערד מיט פילע קאָמפּלעקס הויך-געווינס אַנטענע אַרכיטעקטורן, זענען קאַנווענשאַנאַל הערנער מעכאַניש גלייַך און ראָבאַסט.
פּאַסיק פֿאַר הויך-פֿרעקווענץ מעסטונג
זייער כוואַליעפירער-באַזירטע אַרכיטעקטור מאַכט האָרן אַנטענעס באַזונדער ווערטפול אין מייקראַווייוו און מילימעטער-כוואַליע מעסטונג סיסטעמען.
7. דיזיין באַטראַכטונגען און לימיטאַציעס
האָרן אַנטענעס אויך אַרייַנציען עטלעכע אינזשעניריע קאָמפּראָמיסן.
העכערע געווינס פארלאנגט בכלל א גרעסערע עלעקטרישע עפענונג, וואס קען פארגרעסערן די פיזישע דימענסיעס פון דער אנטענע.
די באַציִונג צווישן עפענונג גרייס, האָרן לענג און פלער ווינקל מוז אויך זיין קערפאַלי קאַנטראָולד צו טייַנען אַקסעפּטאַבאַל פאַסע פאַרשפּרייטונג אַריבער די עפענונג.
ביי זייער הויכע פרעקווענצן, ווערן מאַשינינג אַקיעראַסי, ייבערפלאַך קוואַליטעט, כוואַליעגייד דימענסיעס און פלאַנדזש אַליינמאַנט אַלץ וויכטיקער ווייַל אפילו לעפיערעך קליינע מעכאַנישע ערראָרס קענען רעפּרעזענטירן אַ באַטייטיק בראָכצאָל פון די כוואַליע לענג.
אינזשענירן דאַרפן דעריבער אָפּשאַצן ניט נאָר געווינס און אָפטקייט קייט, נאָר אויך:
VSWR, פּאָלאַריזאַציע, קראָס-פּאָלאַריזאַציע פאָרשטעלונג, שטראַלברייט, זייטלאָב לעוועל, RF צובינד, מאַכט האַנדלינג און מעכאַנישע טאָלעראַנץ.
8. אַפּליקאַציעס פון האָרן אַנטענעס
צוליב זייער ריכטונגס-שטראַלונג, סטאַבילע כאַראַקטעריסטיקס און קאָמפּאַטאַביליטי מיט כוואַליע-פירער סיסטעמען, ווערן האָרן אַנטענעס ברייט געניצט אין:
- אַנטענע געווינען מעסטונג
- ראַדיאַציע מוסטער מעסטונג
- EMC און EMI טעסטינג
- ראַדאַר סיסטעמען
- מייקראַוועוו און מילימעטער-כוואַליע קאָמוניקאַציע
- סאַטעליט אַנטענע טעסטינג
- ריכטונג-געפינען און אויפזיכט
- אַנעטשאָיק קאַמער מעסטונג
- רעפלעקטאָר אַנטענע פידס
- RF פאָרשונג און לאַבאָראַטאָריע סיסטעמען
- קאַליבראַציע און רעפֿערענץ אַנטענע אַפּלאַקיישאַנז
ברייטבאַנד האָרן דיזיינז קענען אויך צושטעלן ברייט אַפּערייטינג באַנדווידט פֿאַר מעסטונג און מאָניטאָרינג סיסטעמען. למשל, RF MISO ס 18-40 GHz ברייטבאַנד האָרן אַנטענעס זענען ספּעסיפיצירט פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז אַרייַנגערעכנט מייקראַווייוו טעסטינג, אַנטענע מעסטונג, סאַטעליט אַנטענע טעסטינג, ריכטונג געפֿינען, סורוועילאַנס און EMC-פֿאַרבונדענע מעסטונגען.
מסקנא
א האָרן אַנטענע טראַנספאָרמירט אַ געפֿירטע עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע אין ריכטונגספֿרײַ-פּלאַץ ראַדיאַציע דורך אַ ביסלעכווײַז יקספּאַנדירנדיקע כוואַליע-פֿירער עפענונג.
איר קאָמבינאַציע פֿוןגוטע אימפּעדאַנס מאַטשינג, ריכטונגס-ראַדיאַציע, פאָרויסזאָגבארע שטראַל קעראַקטעריסטיקס, נוציקע געווינס און לעפיערעך פּשוטע קאַנסטראַקשאַןהאט געמאכט דעם האָרן איינע פון די וויכטיקסטע אַנטענע סטרוקטורן אין מייקראַווייוו און מילימעטער-כוואַליע אינזשעניריע.
פֿון סעקטאָראַלע און פּיראַמידאַלע הערנער ביז קאָנישע און ברייטבאַנד דיזיינז, קענען פֿאַרשידענע סטרוקטורן אָפּטימיזירט ווערן פֿאַר ספּעציפֿישע פֿרעקווענץ ראַנגעס, פּאָלאַריזאַציע רעקווייערמענץ, געווינס לעוועלס און מעסטונג סביבות.
פֿאַר אינזשענירן וואָס קלייבן אויס אַ האָרן אַנטענע, איז די אָפטקייט קייט בלויז דער אָנהייבפּונקט. געווינס, VSWR, שטראַל ברייט, פּאָלאַריזאַציע, כוואַליע פירער אָדער קאָאַקסיאַל צובינד, מאַכט האַנדלינג און מעכאַנישע דימענסיעס זאָלן אַלע ווערן עוואַלויִרט לויט די באדערפענישן פון די גאַנצע RF סיסטעם.
פּאָסט צייט: 21סטן אויגוסט, 2026
