ホーンアンテナは広がる方向、開口形状、内部構造とモードで分類できます。扇形・角錐形・円錐形は主に形状で、リッジ・コルゲート・マルチモードは別の設計特徴です。一つの製品が複数の分類に該当する場合があります。
E面・H面セクトラルホーン
矩形の給電部から主に一つの面へ広がる構造です。広がる面により開口の分布と二つの主要面のパターンが変わります。
E面は主要な電界とビーム軸を含む面、H面は主要な磁界とビーム軸を含む面です。アンテナの姿勢を変えると地面に対する水平・垂直の関係も変わるため、E面を常に垂直と呼びません。
角錐ホーン
矩形給電部から二つの面を広げ、長方形の開口を形成します。標準ゲイン測定や多くのマイクロ波用途で見られます。
同じ周波数で開口を広げると指向性を高めやすい一方、長さとフレアは位相誤差へ影響します。口を広げるだけで面積に比例して利得が増えるとは限りません。
円錐ホーンと反射鏡
円形の給電部から円錐状に広がります。円形断面、モードと給電を組み合わせて設計し、開口形状だけで円偏波と断定しません。
円偏波には直交成分の振幅と位相条件が必要です。ホーンがレフレクタのフィードになる場合は、ホーン単体と反射鏡を含むアンテナ全体も区別します。照明、スピルオーバーと位相中心が重要です。
リッジホーン
内側のリッジは給電部のモードとインピーダンスを変え、広帯域化に利用されます。通常の中空矩形導波管を使うホーンと同じ帯域制限をそのまま当てはめません。
広い整合帯域は全帯域で一定の利得や同じパターンを意味しません。帯域の端を含めてビーム、交差偏波と位相中心を確認します。
コルゲート・マルチモードホーン
コルゲートホーンは壁面の溝を用い、必要なモードや開口分布を形成します。反射鏡の照明、パターン対称性と交差偏波を調整する設計に使われます。
マルチモード設計は複数のモードを意図した振幅・位相で組み合わせます。加工不良で不要な上位モードが発生することとは別です。溝やモード数があるだけで一定の改善率は保証されません。
「標準ホーン」の意味
標準ゲインホーンは利得の基準や測定に使われますが、個体の校正結果と不確かさが必要な用途もあります。名称だけで全周波数における正確な値を確定できません。
例えばWR-28は内部寸法7.112 × 3.556 mm、一般的な帯域26.5～40 GHzの導波管サイズです。その名称だけではホーンの開口、利得とフランジまで一意に決まりません。
型式の次に確認する項目
| 用途 | 重点 |
|---|---|
| 利得の基準測定 | 校正、基準面と不確かさ。 |
| 反射鏡フィード | 照明、位相中心と偏波。 |
| 広帯域試験 | 帯域端を含むパターン。 |
| 通信 | 有効利得、指向と全損失。 |
電力、環境と測定は型式ごとに指定します。すべてのホーンに軸長20波長を義務付けるといった、適用根拠のない規格引用は使えません。ホーンの形状と原理から基本を確認し、発注時は実測仕様と図面を照合してください。
