Ein konisches Horn kann bei hohen Frequenzen nützlich sein, weil der Übergang vom Hohlleiter zur Apertur Richtwirkung und Ausleuchtung gestalten lässt. Kegelform allein garantiert jedoch weder große Bandbreite noch zirkulare Polarisation. Zunächst muss die konkrete Antennenstruktur feststehen.
Konisches Horn oder konischer Leiter
Ein konisches Horn erweitert einen runden Hohlleiter zu einer runden Öffnung. Eine bikonische Antenne mit gegenüberliegenden Leitern oder eine Discone besitzt eine andere Speisung und Stromverteilung.
Auch Spiralantennen auf einem Kegel existieren. Ein gewöhnliches konisches Horn enthält aber nicht automatisch eine gleichwinklige Spirale. Ein äußerer Formname ersetzt weder Querschnitt noch Modenbeschreibung.
Große elektrische Apertur bei kurzer Wellenlänge
Für eine Apertur gilt näherungsweise G ≈ 4πηA/λ². A ist die Fläche und η der Aperturwirkungsgrad. Bei kleinerer Wellenlänge wird die gleiche physische Fläche elektrisch größer.
Bei einer kreisförmigen Öffnung mit 100 mm Durchmesser, 10 GHz und angenommener η = 0,60 ergeben sich ungefähr 18,2 dBi. Das ist ein Rechenbeispiel, keine Messgarantie für jedes Horn dieser Größe.
Gleichzeitig werden Oberflächen- und Lagefehler relativ zur Wellenlänge wichtiger. Höhere Frequenz hebt Fertigungsanforderungen nicht auf.
Übergang und Aperturphase gestalten
Öffnungswinkel und Länge beeinflussen Anpassung, Phasenverteilung und Bauraum. Ein kurzes, stark aufgeweitetes Horn ist nicht grundsätzlich besser; eine größere Länge ist ebenfalls kein universeller Vorteil.
Die Freiraumimpedanz liegt bei etwa 377 Ω. Sie wird nicht durch ein Horn „von 377 Ω auf den Freiraumwert abgesenkt“. Die modale Feldimpedanz hängt von Frequenz und Mode ab, und eine endliche strahlende Öffnung ist mehr als ein einfacher Widerstandsübergang.
Glatte und gerillte Wände
Ein Rillenhorn kann mit geeigneten Randbedingungen und Moden eine günstige Symmetrie und Kreuzpolarisation erreichen. Es ist nicht automatisch gleichwertig mit einem glattwandigen konischen Horn.
Rillentiefe, Speisung und Band müssen zusammenpassen. Daraus folgt keine Forderung nach drei Choke-Rillen oder derselben Oberflächenrauheit für alle Modelle.
Runde Öffnung ist nicht gleich zirkulare Polarisation
Die TE11-Familie des idealen Rundhohlleiters besitzt orthogonale Orientierungen. Für zirkulare Polarisation werden passende orthogonale Komponenten mit der erforderlichen Phasenlage kombiniert.
Trotz rotationssymmetrischer Außenform können Anregung, Übergänge und Umgebung die E/H-Diagramme und Kreuzpolarisation verändern. Ein Achsenverhältnis von 1,2 dB benötigt Angaben zu Frequenz und Beobachtungsrichtung.
Auswahl als Reflektor-Feed
Entscheidend sind Ausleuchtung bis zum Reflektorrand, Spillover, Phasenzentrum und Polarisation. Der größte Einzelgewinn des Horns ist nicht zwangsläufig das Optimum für den Reflektor.
Bei einem Austausch sind Position und Orientierung erneut zu prüfen. Eine Angabe wie X-Band genügt ohne Frequenzgrenzen und Schnittstellen nicht.
WR-28 wird gewöhnlich in 26,5–40 GHz eingesetzt. Eine unbelegte Fehlergeschichte bei 94 GHz ist keine Grundlage für dessen normalen Betrieb. Gleichen Sie Baugröße, tatsächliche Frequenz und Gerätedaten ab.
Was verglichen werden sollte
| Anforderung | Nachweis |
|---|---|
| Band | Anpassung und Übertragung. |
| Richtwirkung | Gewinn und vollständige Diagramme. |
| Polarisation | Komponenten und Achsenverhältnis. |
| Einbau | Phasenzentrum und Schnittstellen. |
| Leistung | Thermische und elektrische Bedingungen. |
Weder pauschale 20% Bandbreite noch eine Verbesserung um 23 K Rauschtemperatur oder selbsttätige Temperaturkompensation folgen allein aus der Kegelform.
Die Hornantennen-Grundlagen und Hohlleiterbänder helfen beim Lesen der Spezifikationen. Entscheiden Sie anhand vergleichbarer Modelle und Betriebsbedingungen.
