天线6.2_简单线天线

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1、2015.3.20主要内容水平对称天线水平偶极天线笼形天线垂直天线垂直天线－单极天线如何提高单极天线效率对振天线的平衡馈电平衡馈电的必要性平衡馈电的方法水平对称天线1水平对称天线在通信、电视或其它无线电系统中，常使用水平天线(HorizontalAntenna)。水平架设天线的优点是：架设和馈电方便；地面电导率对水平天线方向性的影响较垂直天线小；可减小干扰对接收的影响。因为水平对称天线辐射水平极化波，而工业干扰大多为垂直极化波，故可以减少干扰对接收的影响，这对短波通信是有实际意义的。水平

2、对称振子(HorizontalSymmetricalDipole)，也叫偶极天线。如图1―1所示，又称π型天线。天线的两臂可用单根硬拉黄铜线或铜包钢线做成，也可用多股软铜线，导线的直径根据所需的机械强度和功率容量决定，一般为3～6mm。天线臂与地面平行，两臂之间有绝缘子。天线两端通过绝缘子与支架相连，为降低天线感应场在附近物体中引起的损耗，支架应距离振子两端2～3m。为了降低绝缘子介质损耗，绝缘子宜采用高频瓷材料。支架的金属拉线中亦应每相隔小于λ/4的间距加入绝缘子，这样使拉线不至于引起方向图的失真。绝缘子2～3

3、mll拉双馈线线H馈线绝缘子电台支杆图1-1水平天线结构示意图这种天线结构简单，架设撤收方便，维护简易，因而是应用广泛的短波天线，适用于天波传播。当其架设高度小于0.3λ，向高空方向（仰角90°）辐射最强，宜作300km范围内通信用天线。这种天线增益较低，方向性不强，且工作频段较窄。介质损耗，绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。理想介质电压和电流是正交的，没有损耗，但实际介质存在介质极化电流和电导电流，所以电流和电压夹角小于90°，会产生损

4、耗。良好介质这个损耗角是很小的，当介质受潮，内部有杂质时，损耗会增大，运行时发热，温度升高，又加剧了损耗，长久下去绝缘老化严重。电介质损耗也可用作一种电加热手段，即利用高频电场（一般为0.3～300兆赫）对电介质损耗大的材料进行加热。这种加热由于热量产生在介质内部，比外部加热的加热速度快、热效率高，且加热均匀。1.偶极水平天线的方向性由于偶极天线主要用于天波传播，而天波传播时，电波射线以一定仰角入射到电离层后又被反射回地面，从而构成甲乙两地的无线电通信，通信距离与电波射线仰角有密切关系。为了便于描绘场强随射

5、线z仰角Δ和方位角φ的变化关系，一般直接用Δ、φ作自变量表示天线的方向性，而不使用射线与振子轴之间的夹角θ作方向P函数的自变量。按图中的几何关系，可得HAOAOPOAOcoscossinyOPOPOPxP′利用该式可得22sin1cossin(1―2)在分析天线的方向性时，可以把地面看作是理想导电地，因为在大多数情况下水平极化波地面反射系数都接近-1，可用地面下的负镜像天线来代替地面对辐射的影响。由自由空间对称振子方向函数和负镜像阵因子按方向图乘积定理得cos(cossin)c

6、osklklf(,)2sin(kHsin)221cossin(1―3)无限大导电地面的影响可用水平振子天线的镜像来替代,因此,架设在理想导电地面上的水平振子天线的辐射场可以用该天线及其镜像所构成的二元阵来分析；但应注意该二元阵的两天线元是同幅反相的,如果地面上的天线相位为零,则其镜像的相位就是π,如图所示。rz12lrIrH2yHr-Ix此二元阵阵因子：,1mrz12lrrr2sinH12rIE()kr2kHsinHr2jyfma(,

7、)1e2cosH2r-I2kHsin2cos2sinkHsinx2阵元cos(cos)cosklklcos(cossin)cosklklf1,sin1cos22sin图1―3图1―4为了便于分析，我们在研究天线方向性时，通常总是研究两个特定平面内的方向性:在研究自由空间天线方向性时，往往取两个相互垂直的平面即E面和H面作特定平面。在研究地面上的天线方向性时，一方面要考虑地面的影响，另一方面要结合电波传播的情况选取两个最能反映天线方向性特点的平面，

8、通常选取垂直平面和水平平面，这两个平面具有直观方便的特点。垂直平面，就是与地面垂直且通过天线最大辐射方向的垂直平面。鉴于实际天线的臂长l<0.7λ，单元天线最大辐射方向垂直于对称振子，故取振子的H面为垂直平面，在图1―2中，xOz平面就是偶极天线的垂直平面。水平平面是指对应一定的仰角Δ，固定r（OP），观察点P绕z轴旋转一周所在的平面，在该平面上P点场强随φ变化的相对