同相水平天線

同相水平天線

同相水平天線是由同相饋電的水平對稱振子組成的邊射式平面天線陣,為了保證單向的輻射和接收,在陣面的一側設定反射面。同相水平天線為定向天線。

同相水平天線

正文

由同相饋電的水平對稱振子組成的邊射式平面天線陣,為了保證單向的輻射和接收,在陣面的一側設定反射面。這種天線可用於短波幹線通信或廣播和米波警戒雷達等。
結構 這種天線使用多個相同對稱振子(全波振子或半波振子),在矩形平面內平行排列成M層N列(見圖),層間距離為0.5λ0(λ0為設計波長),列間距離為λ0或0.5λ0。相鄰兩層的振子用雙線交叉連線,以便向各層振子同相饋電。從左到右,成對兩列振子(作為一組)在最低層分別用列分配饋線相連,成對兩組又分別用列分配饋線相連,最終合為一條主饋線連線發射機或接收機,列數為2、4或8等,各列分配饋線連線時嚴格對稱,以保證向各列振子同相饋電。每列各層振子電流等幅,各列振子電流也等幅。也可使各列振子電流從內向外幅度遞減,如按道爾夫-切比雪夫法設計最優振子電流分配並特殊設計分配饋線,可降低邊瓣電平。為了獲得單向輻射,在陣面後 0.25λ0處平行裝置另一完全相同的反射振子陣,其主饋線連到位置可調的短路棒,藉以調整反射陣電流;或者在天線陣後0.25λ0處裝置略大於陣面的導線柵網,導線平行於振子軸,線間距離小於 0.1λ0。整個天線可用吊索架在兩直立支柱間,振子軸平行於地面。用於雷達時,反射柵網架在中央支柱上,每個振子在饋電口用在網上短路的雙線棒固定在柵網上,天線連同支柱裝在可作360°旋轉的轉盤上。

同相水平天線同相水平天線
性能 同相水平天線為定向天線。如不計地面影響,最大輻射在邊射方向,方位平面和俯仰平面方向圖分別取決於陣面的水平和垂直方向的電尺寸Dλ=D/λ(D為實際尺寸,λ為波長),Dλ越大,則主瓣越窄。各振子電流等幅時,零功率和半功率寬度分別近似為115°/ Dλ和51°/Dλ。平坦地面對方位平面方向圖無影響,但使俯仰平面方向圖的最大指向上仰同相水平天線(Hλ為陣面中點對地面的電高度)。輸入阻抗是主饋線終端阻抗。設計阻抗變換器使主饋線行波係數在 0.5以上。單層天線維持滿意的方向性和其他性能指標無顯著變壞的工作頻帶約為0.9~1.5λ0,雙層天線約為0.9~1.2λ0,四層天線約為0.95~1.08λ0。波長改變較大時應調整反射陣中短路棒位置和所有可調匹配設備。
影響工作頻帶的主要因素是頻率變化時不再使天線各振子電流同相。列分配饋線為對稱連線,能保證同相饋電。改層分配饋線為對稱連線,即從上到下每列的每兩層用雙線不交叉連線成為一組,再用雙線對稱連線兩組,最終與列分配饋線對稱連線,就可使工作頻帶略為增寬。如單振子採用低特性阻抗結構,饋線系統採用特殊設計,可緩和輸入阻抗對頻率的變化,使頻帶進一步加寬。

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