จะคำนวณขนาดของเสาอากาศแตรได้อย่างไร?

เฮ้! ฉันทำงานกับซัพพลายเออร์ Horn Antennas และวันนี้ฉันอยากจะพูดคุยเกี่ยวกับวิธีคำนวณขนาดของเสาอากาศ Horn เป็นหัวข้อที่มีความสำคัญอย่างยิ่งหากคุณสนใจเรื่องเสาอากาศ ไม่ว่าคุณจะเป็นงานอดิเรกหรือเป็นมืออาชีพในสาขานั้น

ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจก่อนว่า Horn Antenna คืออะไร โดยพื้นฐานแล้วมันคือเสาอากาศที่เปล่งแสงออกมาเป็นรูปแตร การออกแบบบานหน้าต่างนี้ช่วยในการควบคุมคลื่นวิทยุได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เสาอากาศแบบแตรถูกนำมาใช้ในการใช้งานหลายอย่าง เช่น ระบบเรดาร์ การสื่อสารผ่านดาวเทียม และการทดสอบไมโครเวฟ

พื้นฐานของขนาดเสาอากาศแตร

เมื่อเราพูดถึงขนาดของเสาอากาศแบบแตร เราต้องพิจารณาการวัดที่สำคัญบางประการ ซึ่งรวมถึงความยาวของแตร ขนาดรูรับแสง (ช่องเปิดที่ปลายแตร) และมุมแสงแฟลร์ แต่ละมิติเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพของเสาอากาศ

ขนาดรูรับแสง

ขนาดรูรับแสงมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากส่งผลต่ออัตราขยายและรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ อัตราขยายของเสาอากาศเป็นตัววัดว่าเสาอากาศสามารถโฟกัสคลื่นวิทยุไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งได้ดีเพียงใด โดยทั่วไปรูรับแสงที่กว้างขึ้นหมายถึงอัตราขยายที่สูงขึ้น

ในการคำนวณขนาดรูรับแสง เรามักจะเริ่มต้นด้วยความถี่การทำงานของเสาอากาศ ความยาวคลื่น (แล) ของคลื่นวิทยุที่ความถี่ในการทำงานกำหนดโดยสูตร:

แล = ค / ฉ

โดยที่ c คือความเร็วแสง (ประมาณ 3 x 10^8 m/s) และ f คือความถี่ในการทำงาน

สำหรับเสาอากาศแบบแตรสี่เหลี่ยม ขนาดรูรับแสง (a และ b) มักสัมพันธ์กับความยาวคลื่น หลักการทั่วไปคือ ด้านที่ยาวกว่าของรูรับแสง (a) ควรอยู่ที่ประมาณ 2 - 3 เท่าของความยาวคลื่น และด้านที่สั้นกว่า (b) ควรอยู่ที่ประมาณ 1 - 2 เท่าของความยาวคลื่น แต่สิ่งนี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน

ตัวอย่างเช่น หากเรากำลังทำงานที่ความถี่ 10 GHz ความยาวคลื่นจะเป็น:

แล = (3 x 10^8 ม./วินาที) / (10 x 10^9 เฮิร์ตซ์) = 0.03 ม. = 3 ซม.

ดังนั้น จุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับขนาดรูรับแสงอาจเป็น = 2แล = 6 ซม. และ b = แล = 3 ซม.

มุมแฟลร์

มุมแฟลร์ของแตรยังส่งผลต่อประสิทธิภาพของเสาอากาศด้วย มุมแฟลร์ที่เล็กลงส่งผลให้คลื่นวิทยุเปลี่ยนจากท่อนำคลื่น (ส่วนที่ส่งฮอร์น) ไปยังพื้นที่ว่างอย่างค่อยเป็นค่อยไป สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การสะท้อนที่ต่ำกว่าและการจับคู่อิมพีแดนซ์ที่ดีขึ้น

สามารถคำนวณมุมแฟลร์ (θ) ได้จากความยาวของแตร (L) และขนาดรูรับแสง สำหรับแตรรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า มุมแฟลร์ในระนาบ E (ระนาบที่สนามไฟฟ้ามีโพลาไรซ์) และระนาบ H (ระนาบที่สนามแม่เหล็กมีโพลาไรซ์) สามารถคำนวณได้โดยใช้ตรีโกณมิติ

ในระนาบ E หากขนาดรูรับแสงในระนาบ E เท่ากับ a และความยาวของแตรคือ L มุมแสงแฟลร์ θ_E จะได้รับจาก:

สีแทน(θ_E/2) = (ถึง/2) / ลิตร

ในทำนองเดียวกัน ในระนาบ H หากขนาดรูรับแสงในระนาบ H คือ b และความยาวของแตรคือ L มุมแสงแฟลร์ θ_H จะได้จาก:

สีแทน(θ_H/2) = (b/2) / ลิตร

ความยาวของเขา

ความยาวของเขาเป็นอีกมิติที่สำคัญ โดยทั่วไปแตรที่ยาวกว่าจะให้การจับคู่อิมพีแดนซ์ที่ดีกว่าและมีรูปแบบการแผ่รังสีที่สม่ำเสมอมากกว่า แต่ยังทำให้เสาอากาศมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีราคาแพงขึ้นอีกด้วย

ความยาวของแตรสามารถคำนวณได้จากมุมแสงแฟลร์ที่ต้องการและขนาดรูรับแสง เมื่อจัดเรียงสมการใหม่สำหรับมุมแฟลร์ เราจะได้ความยาวของแตร ตัวอย่างเช่น ในระนาบ E:

L = (ถึง/2) / ดังนั้น(θ_E/2)

เสาอากาศแบบแตรประเภทต่างๆ และการคำนวณขนาด

เสาอากาศแบบแตรมีหลายประเภท เช่น เสาอากาศแบบแตรสี่เหลี่ยม เสาอากาศแบบแตรเสี้ยม และเสาอากาศแบบแตรทรงกรวย แต่ละประเภทมีวิธีการคำนวณขนาดของตัวเอง

เสาอากาศแตรทรงสี่เหลี่ยม

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว สำหรับเสาอากาศแบบแตรสี่เหลี่ยม เราจะคำนวณขนาดรูรับแสงตามความยาวคลื่น จากนั้นใช้ตรีโกณมิติเพื่อคำนวณมุมแฟลร์และความยาวของแตร

เสาอากาศแตรเสี้ยม

เสาอากาศแตรเสี้ยมเป็นการรวมกันของแตรสี่เหลี่ยมสองอันที่แผ่กระจายทั้งในระนาบ E และระนาบ H การคำนวณขนาดรูรับแสง มุมแฟลร์ และความยาวจะคล้ายคลึงกับการคำนวณสำหรับเสาอากาศแตรทรงสี่เหลี่ยม แต่เราจำเป็นต้องพิจารณาทั้งสองระนาบแยกกัน

เสาอากาศทรงกรวย

เสาอากาศแตรทรงกรวยมีรูรับแสงทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสง (D) มีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น คล้ายกับขนาดรูรับแสงสี่เหลี่ยม หลักการทั่วไปคือ เส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสงควรอยู่ที่ประมาณ 2 - 3 เท่าของความยาวคลื่น

มุมแฟลร์ของแตรทรงกรวยถูกกำหนดให้เป็นมุมระหว่างแกนของแตรกับด้านข้างของแตร ความยาวของแตรทรงกรวยสามารถคำนวณได้โดยใช้ตรีโกณมิติโดยพิจารณาจากมุมแฟลร์และเส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสง

ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ

เมื่อคำนวณขนาดของเสาอากาศแบบแตร เราต้องคำนึงถึงข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติบางประการด้วย

ความคลาดเคลื่อนในการผลิต

ในการผลิตในโลกแห่งความเป็นจริง จะต้องมีเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนอยู่บ้างเสมอ ขนาดที่แท้จริงของเสาอากาศแบบแตรอาจเบี่ยงเบนไปจากค่าที่คำนวณได้เล็กน้อย ความคลาดเคลื่อนเหล่านี้อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของเสาอากาศ ดังนั้นการเลือกกระบวนการผลิตที่สามารถบรรลุความแม่นยำที่ต้องการจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ช่วงความถี่

ขนาดที่คำนวณได้มักจะได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับความถี่ในการทำงานเฉพาะ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานหลายอย่าง เสาอากาศจำเป็นต้องทำงานบนช่วงความถี่ต่างๆ ในกรณีเช่นนี้ เราจำเป็นต้องใช้เทคนิค เช่น การจับคู่บรอดแบนด์ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ดีตลอดช่วงความถี่ทั้งหมด

เหตุใดจึงเลือกเสาอากาศแบบแตรของเรา

เราเป็นซัพพลายเออร์ชั้นนำของเสาอากาศแตร- เสาอากาศแบบแตรของเราได้รับการออกแบบและผลิตด้วยความแม่นยำสูงสุด เพื่อให้มั่นใจว่าขนาดจะใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณได้มากที่สุด ผลลัพธ์ที่ได้คือประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในแง่ของเกน รูปแบบการแผ่รังสี และการจับคู่อิมพีแดนซ์

นอกจากนี้เรายังมีเสาอากาศแบบแตรหลากหลายประเภทเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน ไม่ว่าคุณจะต้องการเสาอากาศแบบแตรสำหรับเรดาร์ การสื่อสารผ่านดาวเทียม หรือการทดสอบไมโครเวฟ เราก็ช่วยคุณได้

นอกจากเสาอากาศแบบแตรแล้ว เรายังจัดหาอีกด้วยบันทึก - เสาอากาศเป็นระยะซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานบรอดแบนด์

หากคุณอยู่ในตลาดเสาอากาศแบบแตรคุณภาพสูงหรือเสาอากาศประเภทอื่นๆ อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราพร้อมเสมอที่จะช่วยคุณเลือกเสาอากาศที่เหมาะกับความต้องการของคุณและตอบทุกคำถามที่คุณอาจมี ไม่ว่าคุณจะเป็นธุรกิจขนาดเล็กหรือองค์กรขนาดใหญ่ เราสามารถจัดหาโซลูชั่นที่ดีที่สุดในราคาที่แข่งขันได้ให้กับคุณ

บทสรุป

การคำนวณขนาดของเสาอากาศแบบแตรเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนแต่สำคัญ โดยการทำความเข้าใจหลักการและสมการพื้นฐาน เราสามารถออกแบบเสาอากาศแบบแตรที่ตรงตามความต้องการเฉพาะของการใช้งานที่แตกต่างกันได้ ที่บริษัทของเรา เราใช้การคำนวณเหล่านี้เพื่อผลิตเสาอากาศแบบแตรประสิทธิภาพสูง ดังนั้น หากคุณกำลังมองหาเสาอากาศแบบแตรที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ โปรดติดต่อเรา เราพร้อมช่วยเหลือคุณในทุกความต้องการด้านเสาอากาศ

อ้างอิง

• Balanis, Constantine A. "ทฤษฎีเสาอากาศ: การวิเคราะห์และการออกแบบ" ไวลีย์ 2016
• เคราส์, จอห์น ดี. "เสาอากาศ" แมคกรอว์ - ฮิลล์, 1988.