Hornantennen werden häufig in Hochfrequenzanwendungen über 300 MHz verwendet. Diese Art von Antennen besteht aus einem sich ausbreitenden Metallwellenleiter, der wie ein Horn geformt ist, um Funkwellen in einen Strahl zu lenken. Sie werden hauptsächlich als Feeder für die Standardkalibrierung zur Messung der Verstärkung anderer Antennen und als Richtantennen für Radarkanonen, automatische Türöffner und Mikrowellenradiometer verwendet. Sie haben eine niedrige SWR-Bandbreite und eine einfache Konstruktion und Einstellung.
Dieses Beispiel zeigt eine Pyramidenhornantenne mit verdrillter Einspeisung: das Horn in Form einer vierseitigen Pyramide mit rechteckigem Querschnitt. Sie sind ein gebräuchlicher Typ, der mit rechteckigen Wellenleitern verwendet wird und linear polarisierte Funkwellen ausstrahlt. Das Modell wird in SolidWorks erstellt und mit dem Antennenmodul von HFWorks analysiert. Die Hauptanliegen sind die Streuparameter, das elektrische Feld innerhalb des Horns und die Ergebnisse des Fernstrahlungsfelds wie Verstärkung, Richtwirkung, Strahlung ...
Abbildung 1 - Hornantenne mit Titel
Die Abmessungen dieser Hornantenne wurden so angepasst, dass sie bequem bei 4,5 GHz arbeitet. Die Simulation verwendet den Antennenlöser. Wir können die schnelle Wobbelfrequenz verwenden: Für jede dieser Frequenzen wird die Lösung aus der Lösung einer benutzerdefinierten Frequenz abgeleitet. Diese Methode ist vorteilhaft bei der Reduzierung der Simulationszeit.
Die Antenne besteht aus Kupfer. Der gesamten modellierten Form wird das Kupfermaterial zugewiesen, das sich in den vordefinierten Materialien in der HFWorks-Bibliothek befindet. Die Umgebungsluft ist wichtig für die Simulation. Daher muss der Benutzer die richtigen Luftmengen korrekt modellieren.
Strahlungsgrenzen werden den Flächen der Airbox zugewiesen. Sie sollten für die weitere Konfiguration des Strahlungsmusters gut platziert sein. Der Anschluss befindet sich auf der Rückseite der Antenne und das Material wird als perfekter elektrischer Leiter behandelt.
Abhängig von der Art der Aufgabe und dem Parameter, an dem der Benutzer interessiert ist, stehen verschiedene 3D- und 2D-Diagramme zur Verfügung. Da es sich um eine Antennensimulation handelt, zeichnen wir den Reflexionskoeffizienten zusammen mit dem Einfügungsverlust für Anpassungszwecke auf. In einem weiteren Schritt können wir die Nah- und Fernfeldstrahlung der Antenne darstellen.
Abbildung 2 - Verteilung des fernen elektrischen Feldes bei 1,17 GHz
Die Anetnna passt am besten zu 2,54 GHz: Die Rückflussdämpfung ist sehr gering. Die Darstellung könnte glatter sein, wenn wir einen genaueren Frequenzschritt anwenden und den Anfang und das Ende des Frequenzintervalls verringern. Wir können den Eingangsreflexionskoeffizienten auch in einem Smith-Diagramm darstellen.
Abbildung 3 - Abschnitt Abschneiden der Antenne bei 4,17 GHz
Diese Zahl entspricht der Verteilung des elektrischen Feldes innerhalb des Horns: Dies wird durch die Verwendung der Schnittbegrenzungsfunktion von HFWorks erreicht.
Andererseits ist es immer wichtig zu wissen, wie viel Leistung die Antenne abgibt und wie viel Gewinn die Antenne bringt. So können wir in einem ersten Schritt den Reflexionskoeffizienten am Antennenanschluss aufzeichnen, um zu wissen, bei welcher Frequenz die Leistung fast vollständig durchläuft und abgestrahlt wird.
Abbildung 4 - Reflexionskoeffizient am Antennenanschluss
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