Antena de bocina

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Una antena de bocina es una estructura metálica que consta de una guía de ondas de sección variable (en expansión) con un extremo radiante abierto. Por lo general, una antena de bocina es excitada por una guía de ondas conectada al extremo estrecho de la bocina. De acuerdo con la forma de la bocina, se distinguen las antenas de bocina E-sectorial, H-sectorial, piramidal y cónica.

Propiedades

Las antenas de bocina son de muy banda ancha y se adaptan bastante bien a la línea de alimentación; de hecho, el ancho de banda de la antena está determinado por las propiedades de la guía de ondas de transmisión. Estas antenas se caracterizan por un bajo nivel de los lóbulos posteriores del patrón de radiación (hasta -40 dB) debido al hecho de que hay poco flujo de corrientes de RF hacia el lado oscuro de la bocina. Las antenas de bocina de baja ganancia tienen un diseño simple, pero lograr una ganancia alta (>25 dB) requiere el uso de dispositivos de alineación de fase (lentes o espejos) en la abertura de la bocina. Sin tales dispositivos, la antena debe hacerse imprácticamente larga.

Aplicación

Las antenas de bocina se utilizan tanto de forma independiente como para alimentar espejos y otras antenas. Una antena de bocina combinada estructuralmente con un reflector parabólico a menudo se denomina antena parabólica de bocina. Debido a su buen conjunto de propiedades y buena repetibilidad, las antenas de bocina con baja ganancia se utilizan a menudo como antenas de medición.

CMB fue descubierto por Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson en 1965 en el radiotelescopio de Holmdale , un radiómetro de Dicke basado en una antena de bocina parabólica .

Características y fórmulas

La ganancia de una antena de bocina está determinada por su área de apertura y se puede calcular mediante la fórmula:

$D=4\pi {\frac {S}{\lambda ^{2))}\nu$ , donde es el área de apertura de la bocina, es KPI ( el factor de utilización de la superficie de la bocina), igual a 0,6 para el caso en que la diferencia en la trayectoria de los haces central y periférico sea menor, pero cercana a , y 0,8 cuando se utilizan dispositivos que igualan la fase de la onda. $S=L_{E}L_{H}$ $\nu$ $\pi/2$

El ancho del lóbulo principal del DND para radiación cero en el plano H:

$2\phi _{{0H}}=170^{\circ }{\frac {\lambda}{L_{H}}}$

El ancho del lóbulo principal del DND para radiación cero en el plano E:

$2\phi _{{0E}}=115^{\circ }{\frac {\lambda}{L_{E}}}$

Dado que con igualdad y el DND en el plano H resulta 1,5 veces más ancho, se suele optar por obtener el mismo ancho de lóbulo en ambos planos. $L_{E}$ $L_{H}$

$L_{H}=1{,}5L_{E}$

Para mantener las distorsiones de fase en la apertura de la bocina dentro de límites aceptables (no más de ), es necesario que se cumpla la siguiente condición (para una bocina piramidal): $\pi/2$

${\frac {\pi }{4\lambda }}\left({\frac {L_{E}^{2}}{R_{E}}}+{\frac {L_{H}^{2}} {R_{H}}}\right)\leqslant {\frac {\pi }{2}}$ , donde y son las alturas de las caras de la pirámide que forman el cuerno. $RE}$ $RH}$

Tipos de antenas de bocina

Cuerno piramidal: antenas en forma de pirámide tetraédrica, con una sección transversal rectangular. Son el tipo de antena de bocina más utilizado. Emite ondas polarizadas linealmente.
Cuerno sectorial: cuernos piramidales con expansión en un solo plano E o H.
Cuerno cónico: abertura en forma de cono con una sección transversal circular. Se utiliza con guías de ondas cilíndricas para producir una onda con polarización circular.
Cuernos corrugados: cuernos que se abren con ranuras o surcos paralelos, pequeños en comparación con la longitud de onda . Las ranuras cubren la superficie interna de la bocina a lo largo del eje.

Las bocinas corrugadas tienen un ancho de banda más amplio , menos lóbulos laterales y polarización cruzada. Son ampliamente utilizados como alimentadores para antenas parabólicas y radiotelescopios.

Antena bocina-parabólica

Una antena bocina-parabólica es un tipo de antena en la que una parábola y una bocina están conectadas estructuralmente. La ventaja de este diseño en comparación con un diseño de bocina es el bajo nivel de lóbulos laterales y el estrecho patrón de radiación. La desventaja es más peso que en las antenas parabólicas. Un ejemplo de uso es la antena bocina-parabólica en la estación espacial Mir, antenas para estaciones de retransmisión de radio.

Sintonización de antena

La ROE de la antena se sintoniza en su parte de guía de ondas o en el KVP eligiendo la posición y el tamaño de la alimentación del KVP. La sintonización en la parte de la guía de ondas se realiza con clavijas o diafragmas.

Enlaces

Propagación de dispositivos de alimentación de antena de ondas de radio V. P. Chernyshev, D. I. Sheinman "Comunicación", 1973.
Dispositivos de microondas y antenas. D. I. Voskresensky, V. L. Gostyukhin, V. M. Maksimov, L. I. Ponomarev. Libro de texto para universidades [1]