كيفية حساب أبعاد هوائي البوق؟

مرحبًا يا من هناك! أنا أعمل مع أحد موردي هوائيات البوق، واليوم أريد أن أتحدث عن كيفية حساب أبعاد هوائي البوق. إنه موضوع مهم للغاية إذا كنت من محبي الهوائيات، سواء كنت هاويًا أو محترفًا في هذا المجال.

أولاً، دعونا نفهم ما هو هوائي البوق. إنه في الأساس هوائي يتوهج على شكل قرن. يساعد هذا التصميم المتوهج في توجيه موجات الراديو بشكل أكثر كفاءة. تُستخدم هوائيات البوق في مجموعة من التطبيقات، مثل أنظمة الرادار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية واختبار الموجات الدقيقة.

أساسيات أبعاد هوائي البوق

عندما نتحدث عن أبعاد الهوائي البوق، هناك بعض القياسات الأساسية التي نحتاج إلى أخذها في الاعتبار. وتشمل هذه طول البوق، وأبعاد الفتحة (الفتحة في نهاية البوق)، وزاوية التوهج. يلعب كل من هذه الأبعاد دورًا حاسمًا في تحديد أداء الهوائي.

أبعاد الفتحة

تعد أبعاد الفتحة مهمة للغاية لأنها تؤثر على كسب الهوائي ونمط الإشعاع. كسب الهوائي هو مقياس لمدى قدرته على تركيز موجات الراديو في اتجاه معين. الفتحة الأكبر تعني عمومًا مكاسب أعلى.

لحساب أبعاد فتحة العدسة، نبدأ عادةً بتردد تشغيل الهوائي. يتم إعطاء الطول الموجي (×) للموجة الراديوية عند تردد التشغيل بالصيغة:

lect = ج / و

حيث c هي سرعة الضوء (حوالي 3 × 10^8 م/ث) وf هو تردد التشغيل.

بالنسبة للهوائي البوق المستطيل، غالبًا ما ترتبط أبعاد الفتحة (a وb) بطول الموجة. القاعدة الشائعة هي أن الجانب الأطول من الفتحة (أ) يجب أن يكون حوالي 2-3 أضعاف الطول الموجي، والجانب الأقصر (ب) يجب أن يكون حوالي 1-2 أضعاف الطول الموجي. ولكن هذا يمكن أن يختلف تبعا للمتطلبات المحددة للتطبيق.

على سبيل المثال، إذا كنا نعمل على تردد 10 جيجا هرتز، فإن الطول الموجي هو:

λ = (3 × 10^8 م/ث) / (10 × 10^9 هرتز) = 0.03 م = 3 سم

لذلك، يمكن أن تكون نقطة البداية الجيدة لأبعاد الفتحة هي a = 2lect = 6 cm و b = lect = 3 cm.

زاوية مضيئة

تؤثر زاوية توهج البوق أيضًا على أداء الهوائي. تؤدي زاوية التوهج الأصغر إلى انتقال تدريجي أكثر لموجات الراديو من الدليل الموجي (الجزء الذي يغذي البوق) إلى المساحة الحرة. يمكن أن يؤدي هذا إلى انعكاسات أقل ومطابقة أفضل للمقاومة.

يمكن حساب زاوية التوهج (θ) بناءً على طول البوق (L) وأبعاد الفتحة. بالنسبة للقرن المستطيل، يمكن حساب زاوية التوهج في المستوى E (المستوى الذي يكون فيه المجال الكهربائي مستقطبًا) والمستوى H (المستوى الذي يكون فيه المجال المغناطيسي مستقطبًا) باستخدام علم المثلثات.

في المستوي E، إذا كان بُعد الفتحة في المستوي E هو a وطول البوق L، فإن زاوية التوهج θ_E تعطى بالمعادلة التالية:

ظا(θ_E/2) = (إلى/2) / L

وبالمثل، في المستوى H، إذا كان بُعد الفتحة في المستوى H هو b وكان طول البوق L، فإن زاوية التوهج θ_H تعطى بالمعادلة التالية:

ظا(θ_H/2) = (ب/2) / L

طول القرن

طول القرن هو بعد مهم آخر. يوفر البوق الأطول عمومًا مطابقة أفضل للمقاومة ونمط إشعاع أكثر اتساقًا. ومع ذلك، فإنه يجعل الهوائي أكبر وأكثر تكلفة.

يمكن حساب طول البوق بناءً على زاوية التوهج المطلوبة وأبعاد الفتحة. وبإعادة ترتيب المعادلات لزاوية التوهج، يمكننا الحصول على طول البوق. على سبيل المثال، في المستوى E:

L = (إلى/2) / لذا(θ_E/2)

أنواع مختلفة من هوائيات البوق وحسابات أبعادها

هناك أنواع مختلفة من الهوائيات البوقية، مثل الهوائيات البوقية المستطيلة، والهوائيات البوقية الهرمية، والهوائيات البوقية المخروطية. ولكل نوع طريقته الخاصة في حساب الأبعاد.

هوائيات القرن مستطيلة

كما ناقشنا سابقًا، بالنسبة للهوائيات البوقية المستطيلة، نحسب أبعاد الفتحة بناءً على الطول الموجي ثم نستخدم علم المثلثات لحساب زاوية التوهج وطول البوق.

هوائيات القرن الهرمي

الهوائي البوق الهرمي عبارة عن مزيج من قرنين مستطيلين متوهجين في المستوي E والمستوى H. تتشابه حسابات أبعاد الفتحة وزوايا التوهج والطول مع تلك الخاصة بالهوائيات البوقية المستطيلة، لكننا نحتاج إلى النظر في كلا المستويين بشكل منفصل.

هوائيات القرن المخروطية

تحتوي الهوائيات البوقية المخروطية على فتحة دائرية. ويرتبط قطر الفتحة (D) بطول الموجة، على غرار أبعاد الفتحة المستطيلة. القاعدة العامة هي أن قطر الفتحة يجب أن يكون حوالي 2-3 أضعاف الطول الموجي.

يتم تعريف زاوية التوهج للقرن المخروطي على أنها الزاوية بين محور البوق وجانب البوق. يمكن حساب طول البوق المخروطي باستخدام علم المثلثات بناءً على زاوية التوهج وقطر الفتحة.

اعتبارات عملية

عند حساب أبعاد الهوائي البوق، هناك بعض الاعتبارات العملية التي يجب أن نأخذها في الاعتبار.

التسامح التصنيعي

في التصنيع في العالم الحقيقي، هناك دائمًا بعض التسامح. قد تنحرف الأبعاد الفعلية لهوائي البوق قليلاً عن القيم المحسوبة. يمكن أن تؤثر هذه التفاوتات على أداء الهوائي، لذا من المهم اختيار عملية تصنيع يمكنها تحقيق الدقة المطلوبة.

نطاق التردد

عادةً ما يتم تحسين الأبعاد المحسوبة لتردد تشغيل محدد. ومع ذلك، في العديد من التطبيقات، يحتاج الهوائي إلى العمل عبر نطاق من الترددات. في مثل هذه الحالات، نحتاج إلى استخدام تقنيات مثل مطابقة النطاق العريض لضمان الأداء الجيد عبر نطاق التردد بأكمله.

لماذا تختار هوائيات البوق الخاصة بنا؟

نحن المورد الرئيسي لهوائيات القرن. تم تصميم وتصنيع هوائياتنا البوقية بأعلى دقة، مما يضمن أن تكون الأبعاد قريبة قدر الإمكان من القيم المحسوبة. يؤدي هذا إلى أداء ممتاز من حيث الكسب ونمط الإشعاع ومطابقة المعاوقة.

نحن نقدم أيضًا مجموعة واسعة من هوائيات البوق لتناسب التطبيقات المختلفة. سواء كنت بحاجة إلى هوائي بوق للرادار أو الاتصالات عبر الأقمار الصناعية أو اختبار الميكروويف، فلدينا ما تحتاجه.

بالإضافة إلى الهوائيات القرنية، نقوم أيضًا بتوريدهاسجل - هوائيات دورية، والتي تعتبر رائعة لتطبيقات النطاق العريض.

إذا كنت في السوق لشراء هوائيات بوقية عالية الجودة أو أنواع أخرى من الهوائيات، فلا تتردد في الاتصال بنا. نحن دائمًا على استعداد لمساعدتك في اختيار الهوائي المناسب لاحتياجاتك والإجابة على أي أسئلة قد تكون لديك. سواء كنت شركة صغيرة أو شركة كبيرة، يمكننا أن نقدم لك أفضل الحلول بأسعار تنافسية.

خاتمة

يعد حساب أبعاد هوائي البوق عملية معقدة ولكنها مهمة. ومن خلال فهم المبادئ والمعادلات الأساسية، يمكننا تصميم هوائيات بوقية تلبي المتطلبات المحددة للتطبيقات المختلفة. في شركتنا، نستخدم هذه الحسابات لتصنيع هوائيات بوقية عالية الأداء. لذا، إذا كنت تبحث عن هوائيات أبوقية موثوقة وفعالة، فاتصل بنا. نحن هنا لمساعدتك في تلبية كافة احتياجات الهوائي الخاصة بك.

مراجع

• بلانيس، قسطنطين أ. “نظرية الهوائي: التحليل والتصميم”. وايلي، 2016.
• كراوس، جون د. “الهوائيات”. ماكجرو - هيل، 1988.