クォーターホーンアンテナ

ホーン アンテナは、 UHF (300 MHz ～ 3 GHz) 以上の周波数で非常に人気があります。それらは、高ゲインの指向性パターンを持つことが知られています。 E プレーンでフレアされるホーン アンテナは、E プレーン ホーン、または単に E ホーンと呼ばれます。この例は、理想的なホーン (寸法約 3000 mm) の基本モデルを示しています。ソルバーは、モデルの 4 分の 1 のみを分析することで、モデルの対称性から利益を得ます。

図 1 -クォーター イーホーン アンテナ モデル (3D SolidWorks ビュー)

シミュレーション

このクォーター イーホーン アンテナの動作をシミュレートするために、アンテナ スタディを作成し、アンテナが動作する関連周波数範囲を指定します (適切な範囲の周波数は約 0.4 GHz です。アンテナ シミュレーションでは、そのような固有の特徴である放射境界シミュレーションは、無響室をシミュレートするためにアンテナを囲む空気を切り取る表面に割り当てられます。

部材と材料

アンテナは空気で満たされています。そこで、すべての固体を選択し、充填材として空気を適用します。固体の面は、電場の相対的な方向に応じて、完全な電気伝導体として扱われます。

負荷/制約

ポートはアンテナの小さな側面に適用されます。 PEC 境界は横方向の境界に割り当てられます。 PECS と PEMS の境界は、モデルの対称面に便利に割り当てられます。

図 2 -境界: 赤=放射線、黄=PEC、青=ポート

モデルの形状は特にありません。メッシュ コントロールを適用しなくても、アセンブリの均一なメッシュで十分です。したがって、各ソリッド ボディの対角線上に作成するメッシュ要素の数を指定します。

結果

図 3 - 0.4 GHz でのアンテナ内の波の伝搬

この図は、ポートでの反射係数の変化を示しています。このレポートの冒頭で述べたように、HFWorks はアンテナ スタディ内の散乱パラメータも計算します。この例では、アンテナは 0.9 GHz で最適に一致しています。

図 4 -アンテナのポートでの反射係数の変化

ポーラー プロットは、放射電界、放射強度、指向性、ゲイン パターン、軸比など、幅広いパラメータをカバーしています。これは、0.4 GHz での放射電界 (放射強度) のプロットです。

図 5 - 0.4 GHz での放射電界ベクトル分布

参考文献

[1] M.S. Narasimhan and V. Venkateswara Rao, "A correction to the available radiation formula for E-Plane sectorial horns", IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. AP-21, pp. 878-879, Nov 1973.