מהי אנטנת צופר? מהם העקרונות והשימושים העיקריים?

אנטנת צופרהיא אנטנת שטח, אנטנת מיקרוגל בעלת חתך רוחב עגול או מלבני שבו מסוף מוליך הגל נפתח בהדרגה. זהו הסוג הנפוץ ביותר של אנטנת מיקרוגל. שדה הקרינה שלה נקבע על ידי גודל הפה וסוג ההתפשטות של הרמקול. ביניהם, ניתן לחשב את השפעת דופן הצופר על הקרינה באמצעות עקרון הדיפרקציה הגיאומטרית. אם אורך הצופר נשאר ללא שינוי, גודל פני השטח של הפה והפרש הפאזה הריבועי יגדלו ככל שזווית פתיחת הצופר תגדל, אך הרווח לא ישתנה עם גודל פני השטח של הפה. אם צריך להרחיב את פס התדרים של הרמקול, צריך להפחית את ההשתקפות בצוואר ובפה של הרמקול; ההשתקפות תפחת ככל שגודל הפה גדל. מבנה אנטנת הצופר פשוט יחסית, והתבנית פשוטה יחסית וקל לשליטה. היא משמשת בדרך כלל כאנטנה כיוונית בינונית. אנטנות צופר פרבוליות בעלות טווח תדרים רחב, אונות צד נמוכות ויעילות גבוהה משמשות לעתים קרובות בתקשורת ממסר מיקרוגל.

ניתן לחשב את שדה הקרינה של אנטנת הצופר משדה השטח באמצעות עקרון הויגנס. שדה פני השטח של הפה נקבע על ידי גודל פני השטח של הפה ודפוס גלי ההתפשטות של הצופר. ניתן להשתמש בתורת הדיפרקציה הגיאומטרית כדי לחשב את השפעת דופן הצופר על הקרינה, כך שהדפוס המחושב והערך הנמדד יכולים להיות תואמים היטב עד לאונה הרחוקה. מאפייני הקרינה שלו נקבעים על ידי גודל ופיזור השדה של פני השטח של הפה, בעוד שהעכבה נקבעת על ידי החזרת צוואר הרמקול (אי-הרציפות ההתחלתית) ומשטח הפה. כאשר אורך הצופר קבוע, אם זווית הפתיחה של הצופר גדלה בהדרגה, גודל פני השטח של הפה והפרש הפאזה הריבועי גם יגדלו בו זמנית, אך הרווח אינו עולה בו זמנית עם גודל פני השטח של הפה, ויש רווח בעל ערך מקסימלי. גודל פני השטח של הפה, רמקול בגודל זה נקרא הרמקול הטוב ביותר. קרניים חרוטיות וקרניים פירמידליות מפיצות גלים כדוריים, בעוד שקרניים בצורת מניפה הנפתחות על משטח אחד (משטח E או H) מפיצות גלים גליליים. שדה השטח של פה הקרן הוא שדה עם הפרש פאזה ריבועי. גודל הפרש הפאזה הריבועי קשור לאורך הקרן ולגודל פני השטח של הפה.

אנטנות צופר משמשות בדרך כלל בתחומים הבאים: 1. הזנות לטלסקופי רדיו גדולים, הזנות אנטנות מחזירות אור לתחנות קרקעיות של לוויינים, והזנות אנטנות מחזירות אור לתקשורת ממסר מיקרוגל; 2. אנטנות יחידה עבור מערכי פאזה; 3. אנטנות במדידות, אנטנות צופר משמשות לעתים קרובות כסטנדרט נפוץ לכיול ובדיקת הגבר של אנטנות אחרות בעלות הגבר גבוה.