L'antenna a tromba è una delle antenne più utilizzate, grazie alla sua struttura semplice, all'ampia gamma di frequenze, all'elevata potenza e all'alto guadagno.Antenne a cornoSono spesso utilizzate come antenne di alimentazione in radioastronomia su larga scala, sistemi di tracciamento satellitare e antenne per telecomunicazioni. Oltre a fungere da alimentazione per riflettori e lenti, sono un elemento comune negli array a fasi e servono come standard comune per la calibrazione e la misurazione del guadagno di altre antenne.
Un'antenna a tromba si forma dispiegando gradualmente una guida d'onda rettangolare o circolare secondo una specifica procedura. Grazie alla graduale espansione della superficie di apertura della guida d'onda, l'adattamento di impedenza tra la guida d'onda e lo spazio libero risulta migliorato, riducendo il coefficiente di riflessione. Per la guida d'onda rettangolare alimentata, è opportuno ottenere, per quanto possibile, una trasmissione monomodale, ovvero la trasmissione di sole onde TE10. Questo non solo concentra l'energia del segnale e riduce le perdite, ma evita anche l'impatto dell'interferenza intermodale e la dispersione aggiuntiva causata dalle molteplici modalità.
In base ai diversi metodi di installazione delle antenne a tromba, queste possono essere suddivise inantenne a tromba settoriali, antenne a tromba piramidali,antenne a corno coniche, antenne a tromba corrugate, antenne a tromba a cresta, antenne a tromba multimodali, ecc. Queste comuni antenne a tromba sono descritte di seguito. Introduzione una per una
Antenna a tromba settoriale
Antenna a tromba settoriale dell'aereo E.
L'antenna a tromba settoriale dell'aereo E è costituita da una guida d'onda rettangolare aperta con una certa angolazione nella direzione del campo elettrico.
La figura seguente mostra i risultati della simulazione dell'antenna a tromba settoriale sul piano E. Si può notare che la larghezza del fascio di questo schema nella direzione del piano E è più stretta rispetto alla direzione del piano H, il che è dovuto alla maggiore apertura del piano E.
Antenna a tromba settoriale del piano H
L'antenna a tromba settoriale sul piano H è costituita da una guida d'onda rettangolare aperta con una certa angolazione nella direzione del campo magnetico.
La figura seguente mostra i risultati della simulazione dell'antenna a tromba settoriale sul piano H. Si può notare che la larghezza del fascio di questo schema nella direzione del piano H è più stretta rispetto alla direzione del piano E, a causa della maggiore apertura del piano H.
Prodotti per antenne a tromba settoriali RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Antenna a tromba a piramide
L'antenna a tromba piramidale è costituita da una guida d'onda rettangolare aperta con una certa angolazione in due direzioni contemporaneamente.
La figura seguente mostra i risultati della simulazione di un'antenna a tromba piramidale. Le sue caratteristiche di radiazione sono sostanzialmente una combinazione di trombe settoriali sul piano E e sul piano H.
Antenna a tromba conica
Quando l'estremità aperta di una guida d'onda circolare ha una forma a corno, si parla di antenna a corno conico. Un'antenna a corno conico presenta un'apertura circolare o ellittica al di sopra di essa.
La figura seguente mostra i risultati della simulazione dell'antenna a tromba conica.
Prodotti di antenne a tromba conica RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Antenna a tromba ondulata
Un'antenna a tromba corrugata è un'antenna a tromba con una superficie interna corrugata. Presenta i vantaggi di un'ampia banda di frequenza, bassa polarizzazione incrociata e buona simmetria del fascio, ma la sua struttura è complessa e la difficoltà di lavorazione e i costi sono elevati.
Le antenne a tromba corrugata possono essere suddivise in due tipi: antenne a tromba corrugata piramidale e antenne a tromba corrugata conica.
Prodotti RFMISO per antenne a tromba corrugata:
RM-CHA140220-22
Antenna a tromba piramidale ondulata
Antenna a tromba conica ondulata
La figura seguente mostra i risultati della simulazione dell'antenna a tromba conica corrugata.
Antenna a tromba scanalata
Quando la frequenza operativa di un'antenna a tromba convenzionale supera i 15 GHz, il lobo posteriore inizia a sdoppiarsi e il livello dei lobi laterali aumenta. L'aggiunta di una struttura a cresta alla cavità dell'altoparlante può aumentare la larghezza di banda, ridurre l'impedenza, incrementare il guadagno e migliorare la direzionalità della radiazione.
Le antenne a tromba a cresta si dividono principalmente in antenne a tromba a doppia cresta e antenne a tromba a quattro creste. Di seguito, a scopo di simulazione, viene utilizzata come esempio l'antenna a tromba piramidale a doppia cresta, la più comune.
Antenna a tromba a doppia cresta piramidale
L'aggiunta di due strutture a cresta tra la parte della guida d'onda e l'apertura del corno costituisce un'antenna a corno a doppia cresta. La sezione della guida d'onda è divisa in una cavità posteriore e una guida d'onda a cresta. La cavità posteriore può filtrare i modi di ordine superiore eccitati nella guida d'onda. La guida d'onda a cresta riduce la frequenza di taglio della trasmissione del modo principale, raggiungendo così lo scopo di ampliare la banda di frequenza.
L'antenna a tromba scanalata è più piccola dell'antenna a tromba tradizionale nella stessa banda di frequenza e ha un guadagno maggiore rispetto all'antenna a tromba tradizionale nella stessa banda di frequenza.
La figura seguente mostra i risultati della simulazione dell'antenna a tromba piramidale a doppia cresta.
antenna a tromba multimodale
In molte applicazioni, le antenne a tromba devono fornire diagrammi di radiazione simmetrici su tutti i piani, coincidenza del centro di fase nei piani $E$ e $H$ e soppressione dei lobi laterali.
La struttura a tromba di eccitazione multimodale può migliorare l'effetto di equalizzazione del fascio su ciascun piano e ridurre il livello dei lobi laterali. Una delle antenne a tromba multimodale più comuni è l'antenna a tromba conica a doppia modalità.
Antenna a tromba conica a doppia modalità
Il corno conico a doppia modalità migliora il diagramma di radiazione sul piano E introducendo una modalità di ordine superiore, la modalità TM11, in modo che il suo diagramma presenti caratteristiche di fascio equalizzato e assialmente simmetrico. La figura seguente mostra uno schema della distribuzione del campo elettrico di apertura della modalità principale TE11 e della modalità di ordine superiore TM11 in una guida d'onda circolare e la relativa distribuzione del campo di apertura sintetizzata.
La forma strutturale di realizzazione del corno conico a doppia modalità non è unica. Tra i metodi di realizzazione più comuni si annoverano il corno di Potter e il corno di Pickett-Potter.
La figura seguente mostra i risultati della simulazione dell'antenna a tromba conica a doppia modalità di Potter.
Data di pubblicazione: 1 marzo 2024
