توضیحات

پروژه شبیه سازی آنتن های شیپوری(هورن Horn) مخروطی و هرمی در نرم افزار CST

Name: پروژه شبیه سازی آنتن های شیپوری(هورن Horn) مخروطی و هرمی در نرم افزار CST
SKU: 7177
Price: 350000 IRT
Availability: InStock

آنتن های شیپوری(Horn):

یکی از گسترده ترین و پرکاربردترین آنتن های مایکروویوی آنتن شیپوری است. این آنتن ها به دلیل سادگی ساخت بسیار مورد استفاده می باشند. آنتن های شیپوری ساده دارای محدودیت پهنای باند هستند. یکی از شیوه های پهن باند کردن این آنتن ها استفاده از تیغه است. این قراردادن یک، دو و یا چند تیغه با طراحی مناسب سبب کاهش فرکانس قطع مد غالب و افزایش فرکانس قطع مد بعدی می شود. و در نتیجه افزایش فاصله این دو فرکانس، پهنای باند افزایش می یابد. آنتن های شیپوری دارای خواصی مانند تغذیه ساده، بهره بالا، نسبت موج ایستایی کم، پهنای باند وسیع اشاره کرد. این آنتن ها اغلب دارای الگوی تابشی جهتی هستند و در بیشتر اوقات بهره آنها 10 تا 20 دسیبل و در برخی مواقع به 25 دسیبل هم می رسد. اما ویژگی های مانند سنگینی و هزینه بالا در ساخت سبب می شود تا از مدارات مجتمع شده در ساخت آنتن های شیپوری استفاده شود. استفاده از این فناوری در ساخت این مدل آنتن ها باعث ساخت راحت و تولید انبوه آسان تر می گردد. ارتباطات یکی از ارکان اساسی دنیای مدرن امروز می باشد. هرگونه ارسال، دریافت اطلاعات احتیاج به یک محیط حامل دارد. این محیط می تواند خطوط دو سیمه یا کواکسیال، موجبر، فیبر نوری و یا فضای آزاد برای انتشار امواج باشد. آنتن ها پل ارتباطی دستگاه های فرستنده و گیرنده با فضای آزاد می باشند و امکانات مخابرات بی سیم را فراهم می کنند. آنتن ایده آل آن است که بیشترین تطبیق را با این دستگاه ها و نیز فضای آزاد داشته باشد. آنتن ها را می توان بسته به نوعشان از فرکانس های موج متوسط رادیویی تا امواج میلیمیتری به کار برد. آنتن های شیپوری(Horn antenna) در فرکانس های مایکروویو( بزرگتر از ۱ گیگاهرتز) کاربردهای بسیار وسیعی دارد. این آنتن ها دارای بهره بالا، نسبت موج ایستایی پایین، پهنای باند نسبتا وسیع و وزن کم هستند. به علاوه نتایج حاصل از محاسبات نظری آنتن های شیپوری به خوبی در عمل قابل دستیابی می باشد. آنتن های شیپوری به دلیل دارا بودن خواص ویژه نظیر نمایه های تشعشعی متقارن، بهرهی نسبتا بالا، پهنای باند زیاد، تنوع و در عین حال سادگیشان یکی از پرکاربردترین آنتن های مایکروویو هستند که دارای کاربردهای مختلفی نظیر تغذیه آنتن های انعکاسی، رادار، سیستم های ردیابی ماهواره، جنگ الکترونیک، سیستم های جهت یابی و تشخیص هدف، می باشند.

تاریخچه آنتن های شیپوری:

اولین آنتن های شیپوری در اواخر سال های ۱۸۰۰ میلادی ساخته شده و مورد بهره برداری قرار گرفتند. اگر چه در اوایل سال های ۱۹۰۰ میلادی کمی مورد بی توجهی قرار گرفتند ولی دوباره در اواخر دهه ۱۹۳۰ میلادی برای کاربردهای مایکروویوی و در خطوط انتقال موج بری در طی جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفتند. آنتن هایی که تاکنون تحقیقات بسیاری بر روی آنها انجام شده، آنتن های شیپوری هرمی ساده، هرمی دوتیغه ای هرمی چهارتیغه ای، آنتن های مخروطی ساده، مخروطی دو تیغه ای و چهارتیغه ای و نیز خود ساختار دوتیغه ای و چهارتیغه ای بوده اند که هر یک متناسب با روش های طراحی، نوع تغذیه، ابعاد و سایر پارامترهای مؤثر در طراحی خصوصیات مختلفی داشته اند. مایکروویو نوعی از امواج الکترومغناطیسی است که در واقع امواجی رادیویی با فرکانس بسیار بالا هستند. هر چه فرکانس تشعشع بالاتر رود، طول موج آن کمتر می شود و به همین علت به آن مایکروویو یعنی امواج کوتاه می گویند. اشعه مادون قرمز و ماوراء بنفش و X هم از امواج الکترومغناطیسی هستند اما طول موج آنها حتی از امواج مایکروویو هم کوتاه تر است. مایکروویو در جامعه امروز ما کاربردهای فراوانی دارد. گستره وسیع این کاربردها ، امور مخابرات رادار ، تحقیقات فیزیکی ، داروسازی ، اندازه گیری های صنعتی ، حرارت دادن و خشک کردن محصولات غذایی و کشاورزی و حتی پختن غذا را در بر می گیرد. اندازه گیری و کالیبراسیون آنتن های بزرگ مایکروویو به طور گسترده از آنتن های شیپوری هرمی استفاده می شود. امواج مایکروویو به دلیل خصوصیات ویژه ای که دارند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند به هیمن دلیل آنتن های مایکروویو نیز اهمیت فراوان یافته اند که در این زمینه آنتن های شیپوری بیشترین کاربرد را دارند.

انواع آنتن های شیپوری:

آنتن های شیپوری دارای شکل های مختلفی هستند . نوع، راستا و اندازه قسمت شیپوری می تواند بر روی عمل کرد تشعشعی آنتن اثر بگذارد. اگر دهانه آنتن شیپوری در جهت میدان مغناطیسی باز شده باشد، به آن آنتن شیپوری صفحه H گفته می شود. چنانچه دهانه تشعشی آنتن در جهت میدان الکتریکی باز شده باشد، آنتن شیپوری از نوع صفحهE بدست می آید. اگر دهانه در هر دو جهت باز شده باشد، آنتن شیپوری از نوع هرمی خواهد بود و همچنین اگر دهانه آن به شکل مخروط باشد به آن آنتن شیپوری مخروطی می گویند.

شکل انواع آنتن شیپوری.

آنتن های شیپوری در شکل های مختلفی وجود دارند. شیپور بخشی فقط در یک جهت وسیع شده و شبیه به منعکس کننده سهموی جعبه قوسی است. آنتن شیپور هرمی در دو جهت وسعت پیدا نموده و دارای شکل یک هرم ناقص است. شیپور مخروطی (دایره ای) نیز شبیه به این بوده که به موجبر دایره ای ختم خواهد شد اگر زاویه در شکل بزرگ باشد شیپور کم عمقی خواهیم داشت که در نتیجه موجی که شیپور را ترک می کند، کروی شده و پرتو تشعشعی جهت دار نخواهد شد. این نتیجه را در مورد دو زاویه باز شدن شیپور هرمی نیز می توان اعمال نمود. از طرفیاگر زاویه خیلی کوچک شده باشد، در نتیجه دهنه شیپور و جهنداری آن هر دو صدمه می بینند.

شکل آنتن های شیپوری مستطیلی. الف – شیپور قطاعی صفحه H ؛ ب – شیپور قطاعی صفحه E ج- شیپور هرمی.

یک موج مستطیلی که دیواره پهنش به طور افقی قرار دارد، این بوق ها را تغذیه می کند. اگر در ساختار شیپور، بعد دیواره پهن موج انبساط و گسترش یابد، ولی دیواره باریکش بدون تغیر و ثابت بماند، آنتن شیپوری قطاعی صفحهHنامیده می شود. از سوی دیگر، اگر شیپور تنها بعد صفحه E را گسترش دهد، آن را آنتن شیپوری قطاعی صفحه E می نامند. هنگامی که هر دو بعد موجی گسترش یابد، به آنتن شیپوری هرمی موسوم است.

اکثر آنتن های شیپوری از طریق موجبرها تغذیه می شوند، اما در عین حال می توان از مبدل های خطوط کواکسیال به موج نیز استفاده کرد. پلاریزاسیون آنتن های شیپوری به صورت خطی یا دوار است. شیپورها دارای بهره بالا، نسبت موج ایستای (VSWR) پایین، پهنای باند نسبتا وسیع و وزن کم هستند و ساخت آنها نیز نسبتا آسان است. آنتن های شیپوری یا به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرند و یا به عنوان تغذیه کننده آنتن های بشقابی به کار میروند. گین این آنتن ها در بیشتر اوقات در حد ۱۰-۲۰ دسی بل است که در برخی مواقع به ۲۵ دسی بل هم میرسد. عملکرد یک آنتن شیپوری را می توان مانند یک بلندگو در نظر گرفت که یک تشعشع کننده برقی صوتی بوده که سمتگرایی را برای امواج صوتی ایجاد می کند.