Una bocina corrugada utiliza ranuras en sus paredes para controlar modos, polarización y campos de apertura. Puede favorecer simetría del haz, baja polarización cruzada e iluminación del reflector. Eso no significa que siempre tenga mayor eficiencia de radiación o de apertura que cualquier bocina lisa.
Definir qué eficiencia se compara
La eficiencia de radiación relaciona potencia radiada con potencia aceptada. La de apertura indica cómo se aprovecha el área física para directividad o ganancia, según la definición adoptada. Desadaptación y eficiencia del reflector completo son otras magnitudes.
Reducir radiación lateral no equivale a reducir calor en el metal. Atenuar la iluminación hacia el borde puede disminuir lóbulos a cambio de aprovechamiento de apertura.
Ranuras y modos híbridos
Las corrugaciones producen una condición de contorno efectiva anisótropa y, con la transición apropiada, permiten campos como el modo híbrido HE11. La transformación desde TE11 de entrada depende del perfil y de la banda.
No todas las ranuras tienen profundidad uniforme λ/4 libre. La conversión en la garganta, anchura, periodo, profundidad y expansión se diseñan conjuntamente.
A 10 GHz, λ/4 libre es aproximadamente 7,49 mm. Es una escala de referencia, no una profundidad obligatoria de fabricación. También se distingue la condición del campo tangencial sobre el metal de la frontera efectiva promediada.
Simetría, polarización y difracción
Una combinación adecuada de campos puede aproximar los patrones E y H y disminuir polarización cruzada. Esto ayuda a ciertos sistemas de doble polarización, sin garantizar por sí solo el doble de capacidad.
Indica definición, frecuencia y dirección de la componente cruzada. El valor sobre el eje no representa su máximo en todos los ángulos. Los lóbulos también requieren una referencia y un intervalo comunes.
El borde de la apertura sigue existiendo: las ranuras no eliminan toda difracción. Perfiles lisos también pueden diseñarse para controlar polarización cruzada.
Un ejemplo publicado, no una cifra universal
El trabajo «A wideband profiled corrugated horn for multichroic applications», disponible en NASA NTRS, estudia un diseño alrededor de 150 y 220 GHz. Emplea adaptación modal y optimiza reflexión, polarización cruzada y anchura del haz.
Su tabla 1 muestra eficiencias de apertura aproximadas de 42–50% entre 140 y 230 GHz. Son resultados de ese diseño, no valores garantizados de todo producto. Demuestran que los objetivos de banda y lóbulos no equivalen a maximizar la eficiencia de apertura.
El documento conserva además indicaciones TBS sin cerrar. No se utiliza como plano final de fabricación ni como acta de aceptación de una unidad comercial.
Calcular la diferencia de ganancia
Con frecuencia y apertura física iguales, G ≈ ηap4πA/λ². Suponer un cambio de eficiencia de 0,55 a 0,80 produce 10 log10(0,80/0,55) ≈ 1,63 dB, no necesariamente 2,5–3,5 dB.
Para igual ganancia, la relación de diámetros circulares sería √(0,55/0,80) ≈ 0,829: una reducción cercana al 17%, no automáticamente 25%. Son supuestos comparativos, no promesas del material o perfil.
Reflector, fabricación y validación
Como alimentador, coordina iluminación del borde, spillover, centro de fase y posición focal. No hay tolerancia universal de variación de centro de fase para todas las bocinas.
Ranuras estrechas y profundas pueden complicar mecanizado, apilado y recubrimiento. Evalúa juntas, temperatura y tolerancias, y mide reflexión, ganancia, patrón y polarización del conjunto.
La fuente del ejemplo es el artículo NASA NTRS, texto y tabla 1; la estructura general se explica en los principios de las bocinas. Sustituye «alta eficiencia» por magnitudes y condiciones verificables.
