호른 안테나는 구조가 간단하고, 주파수 범위가 넓으며, 전력 용량이 크고, 이득이 높은 특징이 있어 널리 사용되는 안테나 중 하나입니다.호른 안테나대규모 전파천문학, 위성 추적, 통신 안테나의 급전 안테나로 자주 사용됩니다. 반사경과 렌즈의 급전 역할을 할 뿐만 아니라, 위상 배열 안테나의 공통 소자로 사용되며 다른 안테나의 교정 및 이득 측정을 위한 공통 표준으로도 사용됩니다.
혼 안테나는 직사각형 도파관 또는 원형 도파관을 특정 방식으로 점진적으로 펼쳐 형성됩니다. 도파관 입구 표면이 점진적으로 확장됨에 따라 도파관과 자유 공간의 정합이 향상되어 반사 계수가 감소합니다. 급전된 직사각형 도파관의 경우, 가능한 한 단일 모드 전송, 즉 TE10 파만 전송해야 합니다. 이는 신호 에너지를 집중시키고 손실을 줄일 뿐만 아니라, 다중 모드로 인한 모드 간 간섭 및 추가적인 분산의 영향을 방지합니다.
호른 안테나의 다양한 배치 방법에 따라 다음과 같이 구분할 수 있습니다.섹터 혼 안테나, 피라미드 혼 안테나,원뿔형 혼 안테나, 주름진 혼 안테나, 리지드 혼 안테나, 멀티모드 혼 안테나 등이 있습니다. 이러한 일반적인 혼 안테나는 아래에서 설명합니다. 하나씩 소개합니다.
섹터 혼 안테나
E-플레인 섹터 혼 안테나
E-플레인 섹터 혼 안테나는 전기장 방향으로 특정 각도로 열린 직사각형 도파관으로 만들어집니다.
아래 그림은 E-평면 섹터 혼 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 이 패턴의 E-평면 방향 빔 폭이 H-평면 방향보다 좁은 것을 확인할 수 있는데, 이는 E-평면의 개구가 더 크기 때문입니다.
H-평면 섹터 혼 안테나
H-평면 섹터 혼 안테나는 자기장 방향으로 특정 각도로 열린 직사각형 도파관으로 만들어집니다.
아래 그림은 H-평면 섹터 혼 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 이 패턴의 H-평면 방향 빔 폭이 E-평면 방향보다 좁은 것을 확인할 수 있는데, 이는 H-평면의 개구가 더 크기 때문입니다.
RFMISO 섹터 혼 안테나 제품:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
피라미드 혼 안테나
피라미드 혼 안테나는 직사각형 도파관이 두 방향으로 동시에 특정 각도로 열려 있는 구조입니다.
아래 그림은 피라미드형 혼 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다. 이 안테나의 방사 특성은 기본적으로 E-평면과 H-평면 섹터 혼의 조합입니다.
원뿔형 호른 안테나
원형 도파관의 열린 끝이 뿔 모양일 때, 이를 원뿔형 혼 안테나라고 합니다. 원뿔형 혼 안테나는 그 위에 원형 또는 타원형 개구부를 갖습니다.
아래 그림은 원뿔형 호른 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다.
RFMISO 원뿔형 혼 안테나 제품:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
주름진 혼 안테나
주름형 혼 안테나는 내부 표면이 주름진 혼 안테나입니다. 넓은 주파수 대역, 낮은 교차 편파, 우수한 빔 대칭성 등의 장점이 있지만, 구조가 복잡하고 가공이 어렵고 비용이 많이 드는 단점이 있습니다.
주름형 혼 안테나는 피라미드형 주름형 혼 안테나와 원뿔형 주름형 혼 안테나의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
RFMISO 골판지 혼 안테나 제품:
RM-CHA140220-22
피라미드형 주름진 뿔형 안테나
원뿔형 주름형 혼 안테나
아래 그림은 원뿔형 주름형 혼 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다.
능선형 뿔 안테나
기존 혼 안테나의 작동 주파수가 15GHz를 초과하면 백로브가 분리되기 시작하고 사이드로브 레벨이 증가합니다. 스피커 캐비티에 리지 구조를 추가하면 대역폭 증가, 임피던스 감소, 이득 증가, 방사 방향성 향상 등의 효과를 얻을 수 있습니다.
리지드 혼 안테나는 크게 이중 리지드 혼 안테나와 4중 리지드 혼 안테나로 나뉩니다. 아래에서는 가장 일반적인 피라미드형 이중 리지드 혼 안테나를 시뮬레이션의 예로 사용합니다.
피라미드 더블 리지 혼 안테나
도파관 부분과 혼 개구부 사이에 두 개의 리지 구조를 추가하면 이중 리지 혼 안테나가 됩니다. 도파관 부분은 후면 공동과 리지 도파관으로 나뉩니다. 후면 공동은 도파관에서 여기된 고차 모드를 필터링할 수 있습니다. 리지 도파관은 주 모드 전송의 차단 주파수를 낮춰 주파수 대역을 확장하는 목적을 달성합니다.
리지드 혼 안테나는 동일 주파수 대역에서 일반 혼 안테나보다 작고, 동일 주파수 대역에서 일반 혼 안테나보다 이득이 더 높습니다.
아래 그림은 피라미드형 이중 리지 혼 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다.
멀티모드 혼 안테나
많은 응용 분야에서 혼 안테나는 모든 평면에서 대칭적인 패턴, $E$ 및 $H$ 평면에서 위상 중심 일치, 그리고 사이드 로브 억제를 제공해야 합니다.
다중 모드 여기 혼 구조는 각 평면의 빔 평형 효과를 향상시키고 사이드 로브 레벨을 감소시킬 수 있습니다. 가장 일반적인 다중 모드 혼 안테나 중 하나는 이중 모드 원뿔형 혼 안테나입니다.
듀얼 모드 원뿔형 혼 안테나
듀얼 모드 콘 혼은 고차 모드 TM11 모드를 도입하여 $E$ 평면 패턴을 개선하여 축대칭 평형 빔 특성을 갖도록 합니다. 아래 그림은 원형 도파관에서 주 모드 TE11 모드와 고차 모드 TM11의 개구 전계 분포와 합성된 개구 전계 분포를 나타낸 모식도입니다.
듀얼 모드 원뿔형 혼의 구조적 구현 형태는 고유하지 않습니다. 일반적인 구현 방식으로는 포터 혼과 피켓-포터 혼이 있습니다.
아래 그림은 Potter 듀얼모드 원뿔형 호른 안테나의 시뮬레이션 결과를 보여줍니다.
게시 시간: 2024년 3월 1일
