بررسي رفتار پترن دامنه و فاز دو آنتن هرمي پهن باند و تأثيرات ابعاد فيزيكي در مشخصه تشعشعي

Investigation of amplitude and phase behavior of two wide-band pyramidal Horn Antennas and effect of physical size on radiation characteristic

اين مقاله به رابطه ابعاد دهانه، زاويه بازشدگي دهانه شيپور و تأثير خطاي فاز تربيعي براي آنتن‌هاي شيپوري هرمي ‌پهن باند بر روي پترن دامنه و پترن فاز مي‌پردازد. در اين مطالعه سعي بر آن بوده است با بررسي رفتار پترن دامنه آنتن‌هاي شيپوري پهن باند در دو صفحه ميدان الكتريكي و مغناطيسي در پهناي باند وسيع، تأثير توزيع جريان مغناطيسي و توزيع فاز اين جريان در دهانه بر روي پترن دامنه و پترن فاز را نشان دهيم. در اين مطالعه دو آنتن شيپوري با ابعاد فيزيكي متفاوت مورد بررسي قرار گرفته شده است. با توجه به اينكه در طراحي آنتن‌هاي شيپوري پهن باند (9:1) معمولاًً فقط به رفتار امپدانسي آنتن‌ها VSWR توجه مي‌شود، در اين نگارش براي دو طرح متفاوت با توجه به روابط تحليلي پترن دامنه و فاز دو آنتن كه داراي ماكزيمم خطاي فاز تربيعي متفاوتي مي‌باشند، در دو صفحه اصلي در چهار فركانس محاسبه مي‌شود. سپس براي تصديق نتايج محاسبه شده، آنتن‌هاي مذكور با ابعادي مشابه در دو نرم افزار HFSS و CST شبيه‌سازي مي‌گردد. نتايج حاصله حاكي از آن است كه با افزايش فركانس تغييرات پهناي بيم 3دسي بل، پترن دامنه صفحه ميدان الكتريكي نسبت به پهناي بيم پترن دامنه صفحه ميدان مغناطيسي بيشتر است. اما تغييرات پترن فاز صفحه ميدان الكتريكي تغييرات كمتري نسبت به صفحه ميدان مغناطيسي دارد.

This article is about of aperture size and opening angle of horn flare of wideband antennas effects, on the amplitude and phase patterns. In this study, behavior of amplitude pattern of wideband horn antenna in the E-plane and H-plane and effect of magnetic currents and phase distribution of these currents on aperture of two sample antennas are observed. As we mentioned in above, in this paper two different horn antennas with different physical size were studied. It is noticeable, that in design of wideband horn antennas, such as (9:1) , studies are focused on impedance characteristic and VSWR behavior of antenna. But in this paper for two design of antennas, By using analytical relations, radiation characteristics of antennas at 4 different frequencies for E-plane and H-plane are calculated. For validation of calculation, two antennas with similar size, in CST studio microwave and HFSS simulators have been simulated. Results of these studies, show that by increasing frequency, variation of 3-dB beamwidth for E-plane is more than 3-dB beamwidth of H-plane. But variation phase Pattern in E-plane is less than variation of phase pattern of H-plane.