号角天线英文解释翻译、号角天线的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 horn antenna
分词翻译:
号角的英语翻译:
bugle; bugle call; horn
天线的英语翻译:
antenna; antennae
【化】 antenna
【医】 antenna
专业解析
号角天线 (Horn Antenna) 是一种广泛应用于微波与射频工程领域的定向天线 (Directional Antenna)。其名称直观地描述了其物理结构:一个逐渐张开(呈喇叭状)的金属波导,用于将电磁波有效地辐射到自由空间或从自由空间接收。
核心定义与工作原理:
- 结构 (Structure): 由一个波导 (Waveguide) 过渡到一个逐渐张开(Flared)的喇叭口组成。这个喇叭口可以是矩形(Pyramidal Horn)、圆锥形(Conical Horn)或扇形(Sectoral Horn)等形状。其关键几何参数包括张角 (Flare Angle)、口径尺寸 (Aperture Size) 和长度 (Length)。
- 功能 (Function): 主要功能是实现波导模式 (Waveguide Mode) 到自由空间波 (Free-Space Wave) 的高效转换(Transition)。波导内传输的电磁波在喇叭结构内逐渐扩展,其波阻抗 (Wave Impedance) 平滑地过渡到自由空间的阻抗(约377欧姆),从而最大限度地减少反射 (Reflection) 并提高辐射效率 (Radiation Efficiency)。
- 方向性 (Directivity): 号角天线具有高方向性 (High Directivity) 和高增益 (High Gain)。其方向图 (Radiation Pattern) 通常具有一个尖锐的主瓣 (Main Lobe) 和较低的旁瓣 (Side Lobes),增益随喇叭口径尺寸的增加而增加。增益 ($G$) 的近似计算公式为:
$$
G approx frac{4pi}{lambda} A_e eta
$$
其中,$lambda$ 是波长,$A_e$ 是有效口径面积,$eta$ 是天线效率。
- 带宽 (Bandwidth): 相对于其他天线类型,号角天线具有较宽的带宽 (Wide Bandwidth),通常可达一个倍频程或更高,这得益于其结构简单且无谐振元件。
- 输入阻抗 (Input Impedance): 设计良好的号角天线在波导端口处具有良好的阻抗匹配 (Good Impedance Matching),电压驻波比 (VSWR) 较低。
关键特性参数:
- 增益 (Gain): 衡量天线将能量集中辐射到特定方向的能力,通常以分贝(dBi)表示。
- 方向图 (Radiation Pattern): 描述天线辐射能量在空间不同方向的分布。
- 波束宽度 (Beamwidth): 通常指主瓣上功率下降3分贝(半功率点)处的角度宽度,包括E面波束宽度 (E-plane Beamwidth) 和H面波束宽度 (H-plane Beamwidth)。
- 旁瓣电平 (Side Lobe Level): 主瓣之外最大旁瓣的强度相对于主瓣峰值的比值。
- 效率 (Efficiency): 天线辐射功率与输入功率的比值。
- 极化 (Polarization): 号角天线的极化取决于馈电波导的模式,通常是线极化 (Linear Polarization),如矩形波导馈电的常见于E面或H面极化。特殊设计的馈源也可实现圆极化 (Circular Polarization)。
主要应用场景:
- 微波通信系统 (Microwave Communication Systems) 的馈源 (Feed),特别是用于抛物面反射器天线 (Parabolic Reflector Antennas)。
- 天线测量 (Antenna Measurement) 中的标准增益天线 (Standard Gain Horn),用于校准其他天线。
- 电磁兼容性 (EMC) 测试 的发射和接收天线。
- 雷达系统 (Radar Systems)。
- 射电天文学 (Radio Astronomy)。
权威参考来源:
- IEEE Standard Definitions of Terms for Antennas (IEEE Std 145-2013):提供了天线工程,包括号角天线在内的标准术语定义。来源:IEEE Xplore Digital Library。
- Balanis, C. A. (2016). Antenna Theory: Analysis and Design (4th ed.):经典天线教材,对号角天线的理论、设计和分析有深入详尽的阐述。来源:John Wiley & Sons。
- Stutzman, W. L., & Thiele, G. A. (2012). Antenna Theory and Design (3rd ed.):另一本权威天线教材,包含号角天线的详细分析和设计方法。来源:John Wiley & Sons。
- 微波工程基础教材:如 Pozar, D. M. Microwave Engineering,通常包含波导到自由空间过渡和号角天线的基础内容。来源:John Wiley & Sons。
- 天线测量标准:如美国国家标准技术研究院(NIST)或欧洲电信标准化协会(ETSI)的相关文档可能涉及标准增益号角天线的规范。来源:NIST / ETSI。
网络扩展解释
“号角天线”是一种常见的微波天线,主要用于电磁波的定向辐射或接收。以下是其详细解释:
1.定义与结构
- 定义:号角天线(Horn Antenna)又称波导喇叭天线,由一段均匀波导和逐渐扩大的喇叭状波导组成。它属于孔径天线,通过喇叭形结构实现波导端口与自由空间的阻抗匹配。
- 结构特点:其金属壁逐渐过渡,通过调整孔径尺寸和轴向长度,可优化增益、方向性等性能。
2.工作原理
- 阻抗匹配:喇叭形设计减少了电磁波在传输中的反射,提升能量传输效率。
- 辐射特性:通过扩大波导开口面积,增强电磁波的定向辐射能力,常用于聚焦或定向信号。
3.性能特点
- 优点:频带宽、结构简单、功率容量高,适合高频段(如微波)应用。
- 缺点:体积较大,相同口径下方向性不如抛物面天线尖锐。
4.应用场景
- 常见用途:作为反射面天线的馈源、电磁兼容测试、雷达系统及卫星通信。
- 衍生设计:部分号角天线通过添加金属脊或介质结构,进一步改善带宽或阻抗特性。
5.相关概念补充
- 号角:原指古代军队传递信号的管乐器,现代泛指喇叭状发声或信号装置。
- 天线:广义指发射或接收无线电波的金属装置,是通信系统的核心组件。
如需更专业的技术参数或设计细节,可参考电磁学文献或微波工程手册。
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