资源描述：
《有源天线的原理与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第期电子学报掩年月有源天线的原理与应用七于七刘愁恒阳昌汉哈尔滨船舶工程学院【提要、、】本文叙述了单个有源发射天线单个有源接收天线有源发射天线阵及有源接收天。线阵的工作原理和基本特性详细讨论了计算有源发射天线阵和有源接收天线阵的自阻抗与互阻抗。。的公式并给出了一些实验结果,,、一前七,‘王一,现在关于有源天线的文章和报导虽然很多但对于有源天线的基本原理却还研究得。,,不够本文从天线小型化的角度出发结合晶体管和天线的实际连接方法讨论了有源天线。的工作原理和基本特性,普通小夭线这里是指电尺寸很小的天线而天线的实
2、际尺寸并不一定很小的主要缺点。、、是效率低和频带窄在小天线的金属导线上接人一个或几个晶体管隧道二极管变容二,极管或场效应管等有源器件构成有源天线后使夭线金属导线上电压和电流的分布关系发生,,了变化这样可使天线输入阻抗随频率变化关系减弱从而增宽了频带宽度和提高了效。率、,在有限的空间中适当减小各个天线单元间的距离原理上是能用普通天线单元组成强。,方向性的超增益天线阵但一般无源超增益天线阵中相邻单元间的互祸很强这种互祸导致,,,王了天线阵的频带很窄效率很低且对馈电与加工的精度要求很高很难付诸实际应用,,习,在
3、天线单元上连接有源器件后可以把天线阵中相邻单元之间祸合的影响减小因而能。、够把天线阵中相邻单元之间的距离适当地减小这样就有可能制造出体积较小的能装于高、。速飞机导弹和人造卫星上的超增益天线阵包括自适应天线和相控阵天线,同年月修。于年月收到改定稿一,‘。‘。夕窟”二一宕电子学报年二、单个有源天线在偶极天线、单极天线、隙缝天线、··一螺旋天线或加顶电容负载天线上安装一个或几、、,个高频晶体管场效应晶体管隧道二极管或变容二极管就构成了各种不同类型的有源天。,线目前常用的是在加顶电容负载天线的垂直金属导线上安装一
4、个晶体管如图及图。,。所示因此在本文中以这种天线为例加以讨论图为一般加顶部电容负载的小天,线其顶部加载部分可以是一根或数根水平,导线也可以是一个金属圆板或其它形状的。金属导体有,源天线的尺寸大小或固有波长在很大程度上决定于晶体管的放大倍数及晶体夕二娜交门杯么亿乡。管在垂直导线上安装位置的高低如果把晶体管安装在夭线垂直导线下端的输入馈线,图三种小天线的原理图处则晶体管对天线尺寸的影响完全可以忽,。略不计天线的固有波长便与晶体管的参量毫无关系因此这种情况的有源天线实际上可以,看成为图所示形式的夭线这种天线的固
5、有波长可以按参考文献〔〕中第五章第三节。,所述方法计算在这种情况下晶体管只能看成为与天线连接的一个放大器或阻抗变。,,换器但如把晶体管安装在垂直导线的最上端如图或灼所示则晶体管放大倍,数就对确定天线尺寸大小有很大的影响天线的固有波长就将随着晶体管的放大倍数而改。。变这些关系我们从物理概念上能够很容易地直接看出来在图上示出了一个加顶电,容负载的形无源小天线天线的高度。远小于波长这种天线上部水平导线实际尹一一一、产一一、,、龟、、、、‘上不辐射只是用来改变垂直导线上的电、、、,、、、‘、龟,流分布整个夭线上电
6、流的分布情况如图。,中的虚线所示为了对比方便起见那环刁阶了勿芬表勿仔勿召叉邪刀在图上画出了同样高度不加载无源。小天线上的电流分布在这些天线上导线,末端处的电梳均为零一般情况天线上电,图三种天线上电流分布原理图流的分布规律是近似于正弦律的不过当,,天线尺寸小于几时天线导线上电流分布实际上是近似于按直线规律变化的即如这些图。,,上虚线所示的形状从物理实质上来说无源天线顶部加载的作用就是使其垂直导线顶部。,,的电流不为零而为某一数值如用垂直部分等效伸长量代替水平部分由参考文献〔的第五章第三节式得,,。口,一二厂
7、气下该于’少了,护。,。式中为水平导线的波阻抗为垂直导线的波阻抗为水平导线的长度二二几,,。对于小天线来说水平导线长度不可能很大水平导线的波阻抗内也不可能很小所以“’,。这种水平导线的垂直部分等效伸长量实际上是非常有限的现在我们在天线的垂直导线第期有源天线的原理与应用,。,顶部再加上一个晶体管放大器利用它把无源加载时的电流加以放大显然这样就使加载。,。的作用增大了晶体管的放大倍数越大这个作用就越大这时有源天线的尺寸大小就是与。、,晶体管放大倍数有关因为晶体管能把这个电流成数倍几十倍甚至几百倍地加以放大所。
8、以有源天线的尺寸可以大大地缩小这就是有源天线的尺寸可以比无源天线的小几十倍甚至。几千倍的基本物理实质有源天线的固有波长与晶体管在瓮,垂直导线上安装位置高低的关系用。亚斤亚我们的一个实验结果来看最为方便在图上示出了一种晶体管接收天线。的实验结果图上的长度单位为,由图看出对于同一尺寸大小的天线,来说随着晶体管安装位置逐渐向下,。移天线的固有波长即随着减小由此可以得出结论为了尽量减小接收卜,天线的尺寸最好采用电流放大倍数,一种有源接
