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垂直天线的参数

春的气息

如果你想我哭,凭恐吓就能够,而你其实不必真的走。

影响天线性能的临界参数有很多通常在天线设计过程中可以进行调整如谐振频率阻抗增益孔径或辐射方向图极化效率和带宽等另外发射天线还有最大额定功率而接收天线则有噪声抑制参数

谐振频率

谐振频率电谐振与天线的电长度相关电长度通常是电线物理长度除以自由空间中波传输速度与电线中速度之比天线的电长度通常由波长来表示天线一般在某一频率调谐并在此谐振频率为中心的一段频带上有效但其它天线参数(尤其是辐射方向图和阻抗)随频率而变所以天线的谐振频率可能仅与这些更重要参数的中心频率相近

天线可以在与目标波长成分数关系的长度所对应的频率下谐振一些天线设计有多个谐振频率另一些则在很宽的频带上相对有效最常见的宽带天线是对数周期天线但它的增益相对于窄带天线则要小很多

增益

天线设计中增益指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数如果参考天线是全向天线增益的单位为dBi比如偶极子天线的增益为2.14dBi偶极子天线也常用作参考天线(这是由于完美全向参考天线无法制造)这种情况下天线的增益以dBd为单位

天线增益是无源现象天线并不增加功率而是仅仅重新分配而使在某方向上比全向天线辐射更多的能量如果天线在一些方向上增益为正由于天线的能量守恒它在其他方向上的增益则为负因此天线所能达到的增益要在天线的覆盖范围和它的增益之间达到平衡比如航天器上碟形天线的增益很大但覆盖范围却很窄所以它必须精确地指向地球而广播发射天线由于需要向各个方向辐射它的增益就很小

碟形天线的增益与孔径(反射区)天线反射面表面精度以及发射/接收的频率成正比通常来讲孔径越大增益越大频率越高增益也越大但在较高频率下表面精度的误差会导致增益的极大降低

孔径辐射方向图与增益紧密相关孔径是指在最高增益方向上的波束截面形状是二维的(有时孔径表示为近似于该截面的圆的半径或该波束圆锥所呈的角)辐射方向图则是表示增益的三维图但通常只考虑辐射方向图的水平和垂直二维截面高增益天线辐射方向图常伴有副瓣副瓣是指增益中除主瓣(增益最高波束)外的波束副瓣在如雷达等系统需要判定信号方向的时候会影响天线质量由于功率分配副瓣还会使主瓣增益降低

带宽

天线的带宽是指它有效工作的频率范围通常以其谐振频率为中心天线带宽可以通过以下多种技术增大如使用较粗的金属线使用金属网笼来近似更粗的金属线尖端变细的天线元件(如馈电喇叭中)以及多天线集成的单一部件使用特性阻抗来选择正确的天线小型天线通常使用方便但在带宽尺寸和效率上有着不可避免的限制

阻抗

阻抗类似于光学中的折射率电波穿行于天线系统不同部分(电台馈线天线自由空间)是会遇到阻抗差异在每个接口处取决于阻抗匹配电波的部分能量会反射回源在馈线上形成一定的驻波此时电波最大能量与最小能量比值可以测出称之为驻波比(SWR)驻波比为1:1是理想情况1.5:1的驻波比在能耗较为关键的低能应用上被视为临界值而高达6:1的驻波比也可出现在相应的设备中极小化各处接口的阻抗差(阻抗匹配)将减小驻波比并极大化天线系统各部分之间的能量传输

天线的复阻抗涉及该天线工作时的电长度通过调节馈线的阻抗即将馈线当作阻抗变换器天线的阻抗可以和馈线和电台相匹配更为常见的是使用天线调谐器巴伦器阻抗变换器包含电容和电感的匹配网络或者如伽马匹配的匹配段


垂直天线的原理构造

垂直天线实际上是一种偶极子天线。偶极天线由两根导体组成,每根为1/4波长,即天线总长度为半波长。所以偶子天线叫半波振子。偶极天线的振子可以水平位置,也可垂直位置。它的方向图以馈电点为对称。馈电点在半波振子的中心。馈电点的阻抗为纯电阻,近似75Ω(约73Ω)。如果把两个1/4波长的……阅读全文 >>

垂直天线的概述

基于特定三维(通常指水平或垂直)平面,可以把天线分为两大基本类型:全向天线(在平面中均匀辐射)定向天线(又称指向天线,在某方向辐射较多)在自由空间内,任何天线都向各个方向辐射能量,但是特定的架构会使天线在某个方向上获得较大方向性,而其它方向的能量辐射则可以忽略。通过增加附加导体棒……阅读全文 >>

2020-05-21
垂直天线
垂直天线
垂直天线是指与地面垂直放置的天线。它有对称与不对称两种形式,而后者应用较广。对称垂直天线常常是中心馈电的。
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