蝙蝠翼形天線

蝙蝠翼形天線

蝙蝠翼形天線因天線形狀類似蝙蝠翼而得名,因此又稱蝙蝠翼天線,是20世紀90年代套用較多的一種電視發射天線,因其具有較好的電性能,大多電視骨幹台都用這種天線。蝙蝠翼天線是在對稱振子的基礎上發展起來的。天線振子是由蝙蝠翼形的欄柵所構成。

結構及工作原理

蝙蝠翼天線結構 蝙蝠翼天線結構

圖10-91所示為一對蝙蝠翼天線的結構,中央是支持桅桿(由無縫鋼管構成),兩邊是兩個對稱的翼作為振子,蝙蝠翼天線是由兩個這樣的結構互相正交放置,但電流相差90°而成。饋電點在A-A兩端,D-D短路,因此在DA上形成駐波。此駐波雖在A-A有最高電壓,但接在A-A兩端的對稱振子最短,阻抗最大,因此振子上電流並不大。在B、C處。對稱振子逐漸加長,DA上的駐波電壓雖減小,但振子電流仍逐漸加大。翼振子上的這種電流分布,使得一對翼振子在垂直於振子的平面上輻射的方向圖近似等於相距半波長的兩個半波振子的方向圖。

單個半波振子在垂直於振子軸線的平面內,其方向圖為一圓形,這裡兩個振子採用同相饋電的方式。在沿支撐桿的方向,兩振子的行程差為180°,故在沿支撐桿的上下兩個方向上,其合成場為最小;反之,在沿水平方向,兩半波振子產生的場同相相加最大。因此,在垂直面內的方向圖為一“8”字形,最大輻射方向為水平方向。當採用多層結構時,則這個“8”字就變窄,即能量更集中於水平面輻射。

為了得到水平面內近似為圓形的方向圖,仿照前面對正交振子輻射場的分析可知。只要增加一個與其正交放置但電流相位差90°的翼,即可得到如同圖10-88(c)所示的方向圖。

電性能

由上面的分析得知,蝙蝠翼天線水平面有近似圓形的方向圖,垂直面的方向圖則為“8”字形,但由於一對蝙蝠翼等效於兩層十字形天線,故其垂直面的方向圖較十字形天線窄。正因為這個緣故,它有比十字形天線更高的增益。工程上可用下式計算其增益(相對於半波振子)

蝙蝠翼形天線 蝙蝠翼形天線
蝙蝠翼形天線 蝙蝠翼形天線
蝙蝠翼形天線 蝙蝠翼形天線

式中,為層間距離;為蝙蝠翼的層數。

優點

自20世紀90年代起,甚高頻段電視台廣泛採用的是蝙蝠翼天線、該天線比十字型繞桿式天線具有更寬的頻帶,在高層建築上風阻小,宜於採用整體結構,堅固而輕巧,整個天線用無縫鋼管或合金鋁管焊接而成,每一層蝙蝠翼天線有一對在空間相互垂直配置的蝙蝠翼面振子,它的饋電形式和十字型繞桿式天線類同。

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