A antena de corneta é uma das antenas mais utilizadas, com estrutura simples, ampla faixa de frequência, grande capacidade de potência e alto ganho.antenas de cornetaSão frequentemente utilizadas como antenas de alimentação em grandes sistemas de radioastronomia, rastreamento de satélites e antenas de comunicação. Além de servirem como alimentação para refletores e lentes, são um elemento comum em arranjos de antenas em fase e servem como padrão para calibração e medições de ganho de outras antenas.
Uma antena de corneta é formada pelo desdobramento gradual de um guia de ondas retangular ou circular de maneira específica. Devido à expansão gradual da superfície da abertura do guia de ondas, a adaptação entre o guia de ondas e o espaço livre é aprimorada, reduzindo o coeficiente de reflexão. Para o guia de ondas retangular alimentado, deve-se obter, sempre que possível, a transmissão em modo único, ou seja, apenas ondas TE10. Isso não só concentra a energia do sinal e reduz as perdas, como também evita o impacto da interferência entre modos e a dispersão adicional causada por múltiplos modos.
De acordo com os diferentes métodos de implantação de antenas de corneta, elas podem ser divididas emantenas de corneta setorial, antenas de corneta piramidais,antenas de corneta cônica, antenas de corneta corrugadasAntenas de corneta com cristas, antenas de corneta multimodo, etc. Essas antenas de corneta comuns são descritas abaixo. Introdução passo a passo.
Antena de corneta setorial
Antena de corneta setorial de plano E
A antena de corneta setorial no plano E é composta por um guia de ondas retangular aberto em um determinado ângulo na direção do campo elétrico.
A figura abaixo mostra os resultados da simulação da antena de corneta setorial no plano E. Pode-se observar que a largura do feixe desse padrão na direção do plano E é menor do que na direção do plano H, o que é causado pela maior abertura do plano E.
antena de corneta setorial de plano H
A antena de corneta setorial no plano H é composta por um guia de ondas retangular aberto em um determinado ângulo na direção do campo magnético.
A figura abaixo mostra os resultados da simulação da antena de corneta setorial no plano H. Pode-se observar que a largura do feixe desse padrão na direção do plano H é menor do que na direção do plano E, o que é causado pela maior abertura do plano H.
Produtos de antenas de corneta setorial RFMISO:
RM-SWHA187-10
RM-SWHA28-10
Antena de corneta piramidal
A antena de corneta piramidal é feita de um guia de ondas retangular que é aberto em um determinado ângulo em duas direções simultaneamente.
A figura abaixo mostra os resultados da simulação de uma antena de corneta piramidal. Suas características de radiação são basicamente uma combinação de cornetas setoriais nos planos E e H.
Antena cônica em forma de corneta
Quando a extremidade aberta de um guia de ondas circular tem formato de corneta, ela é chamada de antena de corneta cônica. Uma antena de corneta cônica possui uma abertura circular ou elíptica acima dela.
A figura abaixo mostra os resultados da simulação da antena de corneta cônica.
Produtos de antena de corneta cônica RFMISO:
RM-CDPHA218-15
RM-CDPHA618-17
Antena de corneta corrugada
Uma antena de corneta corrugada é uma antena de corneta com uma superfície interna corrugada. Ela apresenta vantagens como ampla faixa de frequência, baixa polarização cruzada e bom desempenho de simetria do feixe, porém sua estrutura é complexa, e a dificuldade e o custo de fabricação são elevados.
As antenas de corneta corrugada podem ser divididas em dois tipos: antenas de corneta corrugada piramidais e antenas de corneta corrugada cônicas.
Produtos de antena de corneta corrugada RFMISO:
RM-CHA140220-22
Antena de corneta piramidal corrugada
Antena cônica corrugada em forma de corneta
A figura abaixo mostra os resultados da simulação da antena de corneta cônica corrugada.
Antena de corneta com ranhuras
Quando a frequência de operação de uma antena de corneta convencional é superior a 15 GHz, o lóbulo traseiro começa a se dividir e o nível do lóbulo lateral aumenta. Adicionar uma estrutura de crista à cavidade do alto-falante pode aumentar a largura de banda, reduzir a impedância, aumentar o ganho e melhorar a diretividade da radiação.
As antenas de corneta com cristas são divididas principalmente em antenas de corneta com crista dupla e antenas de corneta com quatro cristas. A seguir, utiliza-se como exemplo de simulação a antena de corneta piramidal com crista dupla, a mais comum.
Antena de corneta de crista dupla piramidal
A adição de duas estruturas de crista entre a parte do guia de ondas e a abertura da corneta resulta em uma antena de corneta de crista dupla. A seção do guia de ondas é dividida em uma cavidade traseira e um guia de ondas de crista. A cavidade traseira filtra os modos de ordem superior excitados no guia de ondas. O guia de ondas de crista reduz a frequência de corte da transmissão do modo principal, atingindo assim o objetivo de ampliar a faixa de frequência.
A antena de corneta com cristas é menor do que a antena de corneta comum na mesma faixa de frequência e possui um ganho maior do que a antena de corneta comum na mesma faixa de frequência.
A figura abaixo mostra os resultados da simulação da antena de corneta piramidal de dupla crista.
Antena de corneta multimodo
Em muitas aplicações, as antenas de corneta precisam fornecer padrões simétricos em todos os planos, coincidência do centro de fase nos planos $E$ e $H$ e supressão de lóbulos laterais.
A estrutura de corneta de excitação multimodo pode melhorar o efeito de equalização do feixe em cada plano e reduzir o nível dos lóbulos laterais. Uma das antenas de corneta multimodo mais comuns é a antena de corneta cônica de modo duplo.
Antena de corneta cônica de modo duplo
A corneta cônica de modo duplo melhora o padrão do plano E introduzindo um modo de ordem superior, o modo TM11, de modo que seu padrão apresente características de feixe equalizado axialmente simétrico. A figura abaixo é um diagrama esquemático da distribuição do campo elétrico na abertura do modo principal TE11 e do modo de ordem superior TM11 em um guia de ondas circular, bem como sua distribuição de campo na abertura sintetizada.
A forma de implementação estrutural da corneta cônica de modo duplo não é única. Os métodos de implementação comuns incluem a corneta de Potter e a corneta de Pickett-Potter.
A figura abaixo mostra os resultados da simulação da antena de corneta cônica de modo duplo de Potter.
Data da publicação: 01/03/2024
