Una antena de bocina o bocina de microondas es una antena que consiste en una guía de ondas de metal abocinado con forma de bocina para dirigir las ondas de radio en un haz. Las bocinas se utilizan ampliamente como antenas en frecuencias UHF y microondas , por encima de 300 MHz. [1] Se utilizan como antenas de alimentación (llamadas bocinas de alimentación ) para estructuras de antenas más grandes, como antenas parabólicas , como antenas de calibración estándar para medir la ganancia de otras antenas y como antenas directivas para dispositivos como pistolas de radar , abrepuertas automáticos .y radiómetros de microondas . [2] Sus ventajas son una directividad moderada , una relación de onda estacionaria (ROE) baja , un ancho de banda amplio y una construcción y ajuste sencillos. [3]
Una de las primeras antenas de bocina fue construida en 1897 por el investigador de radio bengalí-indio Jagadish Chandra Bose en sus experimentos pioneros con microondas. [4] [5] La antena de bocina moderna fue inventada de forma independiente en 1938 por Wilmer Barrow y GC Southworth [6] [7] [8] [9] El desarrollo del radar en la Segunda Guerra Mundial estimuló la investigación de bocinas para diseñar bocinas de alimentación para radares antenas. La bocina corrugada inventada por Kay en 1962 se ha vuelto muy utilizada como bocina de alimentación para antenas de microondas como antenas parabólicas y radiotelescopios . [9]
Una ventaja de las antenas de bocina es que, dado que no tienen elementos resonantes , pueden operar en una amplia gama de frecuencias , un ancho de banda amplio . El ancho de banda utilizable de las antenas de bocina es típicamente del orden de 10: 1 y puede ser de hasta 20: 1 (por ejemplo, lo que le permite operar desde 1 GHz a 20 GHz). [1] La impedancia de entrada varía lentamente en este amplio rango de frecuencia, lo que permite una relación de onda estacionaria de bajo voltaje (VSWR) en el ancho de banda. [1] La ganancia de las antenas de trompeta varía hasta 25 dBi , siendo típica de 10 a 20 dBi. [1]
Una antena de cuerno se usa para transmitir ondas de radio desde una guía de ondas (un tubo de metal que se usa para transportar ondas de radio) al espacio, o recolectar ondas de radio en una guía de ondas para su recepción. Por lo general, consta de un tramo corto de tubo de metal rectangular o cilíndrico (la guía de ondas), cerrado en un extremo, ensanchado en un cuerno cónico o piramidal de extremo abierto en el otro extremo. [10] Las ondas de radio generalmente se introducen en la guía de ondas mediante un cable coaxial unido al costado, con el conductor central proyectándose hacia la guía de ondas para formar una antena monopolo de un cuarto de onda . Las ondas luego irradian el extremo del cuerno en un haz estrecho. En algunos equipos, las ondas de radio se conducen entre el transmisor oreceptor y la antena por una guía de ondas; en este caso, la bocina se adjunta al extremo de la guía de ondas. En las bocinas al aire libre, como las bocinas de alimentación de las antenas parabólicas, la boca abierta de la bocina a menudo se cubre con una lámina de plástico transparente a las ondas de radio, para excluir la humedad.
Una antena de bocina tiene la misma función para las ondas electromagnéticas que una bocina acústica para las ondas de sonido en un instrumento musical como una trompeta . Proporciona una estructura de transición gradual para hacer coincidir la impedancia de un tubo con la impedancia del espacio libre, lo que permite que las ondas del tubo se irradien de manera eficiente al espacio. [11]