1、第四章 電視接收天線(xiàn)電視接收天線(xiàn)是如何發(fā)明的： 1949年，美國(guó)一位經(jīng)營(yíng)天線(xiàn)電器具的商人約翰.威爾遜發(fā)明高架設(shè)室外天線(xiàn)。天線(xiàn)(廣泛意義) 通信的目的是傳遞信息通信的目的是傳遞信息, 根據(jù)傳遞信息的途徑不同根據(jù)傳遞信息的途徑不同, 可可將通信系統(tǒng)大致分為兩大類(lèi)將通信系統(tǒng)大致分為兩大類(lèi): 一類(lèi)是在相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)中一類(lèi)是在相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)中用各種傳輸線(xiàn)來(lái)傳遞信息用各種傳輸線(xiàn)來(lái)傳遞信息, 即所謂的有線(xiàn)通信即所謂的有線(xiàn)通信, 如電話(huà)、計(jì)如電話(huà)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)等算機(jī)局域網(wǎng)等有線(xiàn)有線(xiàn)通信系統(tǒng)通信系統(tǒng); 另一類(lèi)是依靠電磁輻射通過(guò)另一類(lèi)是依靠電磁輻射通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波來(lái)傳遞信息無(wú)線(xiàn)電波來(lái)傳遞信息, 即所謂的即所謂的無(wú)線(xiàn)無(wú)

2、線(xiàn)通信通信, 如電視、廣播、如電視、廣播、 雷達(dá)、導(dǎo)航、衛(wèi)星等無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。雷達(dá)、導(dǎo)航、衛(wèi)星等無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。 在如下圖所示的無(wú)線(xiàn)在如下圖所示的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中通信系統(tǒng)中, 需要將來(lái)自發(fā)射機(jī)的導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線(xiàn)電需要將來(lái)自發(fā)射機(jī)的導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)線(xiàn)電波波, 或者將無(wú)線(xiàn)電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量或者將無(wú)線(xiàn)電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量, 用來(lái)輻射和接收無(wú)線(xiàn)用來(lái)輻射和接收無(wú)線(xiàn)電波的裝置稱(chēng)為天線(xiàn)。電波的裝置稱(chēng)為天線(xiàn)。 圖圖 4 1 無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)框圖無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)框圖信 息 源信 號(hào) 變 換發(fā) 射 機(jī)接 收 機(jī)受 信 者信 號(hào) 變 換第一節(jié) 天線(xiàn)的基本原理 一一.天線(xiàn)的工作原理天線(xiàn)的工作原理 天線(xiàn)是一種向空間輻射電磁波或者

3、從空間接收天線(xiàn)是一種向空間輻射電磁波或者從空間接收電磁波能量的裝置。電視接收天線(xiàn)作為有線(xiàn)電視系電磁波能量的裝置。電視接收天線(xiàn)作為有線(xiàn)電視系統(tǒng)接收開(kāi)路信號(hào)的設(shè)備，其作用是將空間接收到的統(tǒng)接收開(kāi)路信號(hào)的設(shè)備，其作用是將空間接收到的電磁波轉(zhuǎn)換成在傳輸線(xiàn)中傳輸?shù)纳漕l電壓或電流，電磁波轉(zhuǎn)換成在傳輸線(xiàn)中傳輸?shù)纳漕l電壓或電流，接收天線(xiàn)輸出的信號(hào)質(zhì)量好壞，將直接影響到電視接收天線(xiàn)輸出的信號(hào)質(zhì)量好壞，將直接影響到電視信號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)馁|(zhì)量。可以設(shè)想，若天線(xiàn)輸出信號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)馁|(zhì)量?？梢栽O(shè)想，若天線(xiàn)輸出的信號(hào)中含有空間反射波干擾（右重影），或其它的信號(hào)中含有空間反射波干擾（右重影），或其它噪聲干擾（如工業(yè)干擾）

4、，則在后續(xù)的電路中很難噪聲干擾（如工業(yè)干擾），則在后續(xù)的電路中很難將這些干擾消除掉。將這些干擾消除掉。二、接收天線(xiàn)的基本工作原理二、接收天線(xiàn)的基本工作原理 天線(xiàn)本身就是一個(gè)天線(xiàn)本身就是一個(gè)振蕩振蕩回路，但它與普通回路，但它與普通振蕩振蕩回路不同，它是普通振蕩回路的變形。如回路不同，它是普通振蕩回路的變形。如圖圖42所示。所示。 從圖中電路的演變過(guò)程可見(jiàn)從圖中電路的演變過(guò)程可見(jiàn)“圖圖42（a）、）、（b）、（）、（c）”，發(fā)射天線(xiàn)是利用了空間作為電容，發(fā)射天線(xiàn)是利用了空間作為電容器兩極板間的電感線(xiàn)圈的磁場(chǎng)，使得高頻電磁波信器兩極板間的電感線(xiàn)圈的磁場(chǎng)，使得高頻電磁波信號(hào)能夠形成開(kāi)路發(fā)射號(hào)能夠形成開(kāi)

5、路發(fā)射“圖圖42（d）”，在發(fā)射過(guò)，在發(fā)射過(guò)程中，已調(diào)制的高頻信號(hào)電流由傳輸線(xiàn)從發(fā)射機(jī)輸程中，已調(diào)制的高頻信號(hào)電流由傳輸線(xiàn)從發(fā)射機(jī)輸送到天線(xiàn)上，該天線(xiàn)便把高頻信號(hào)電流轉(zhuǎn)變成相應(yīng)送到天線(xiàn)上，該天線(xiàn)便把高頻信號(hào)電流轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電磁波能量，并向空間輻射。的電磁波能量，并向空間輻射。 CLLCCLCCL(a)(b)(c)(d)振蕩器圖圖4-2閉路振蕩回路及天線(xiàn)開(kāi)路發(fā)射閉路振蕩回路及天線(xiàn)開(kāi)路發(fā)射 電磁波的能量從發(fā)射天線(xiàn)輻射出去以后，將沿電磁波的能量從發(fā)射天線(xiàn)輻射出去以后，將沿地表面所有方向向前傳播。若在離發(fā)射天線(xiàn)一定距地表面所有方向向前傳播。若在離發(fā)射天線(xiàn)一定距離處設(shè)置接收天線(xiàn)，由于磁力線(xiàn)切割了接收天線(xiàn)

6、離處設(shè)置接收天線(xiàn)，由于磁力線(xiàn)切割了接收天線(xiàn)（由金屬導(dǎo)體組成），就會(huì)在接收天線(xiàn)中激勵(lì)感應(yīng)（由金屬導(dǎo)體組成），就會(huì)在接收天線(xiàn)中激勵(lì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其頻率與發(fā)射的振蕩頻率相同，因此，接電動(dòng)勢(shì)，其頻率與發(fā)射的振蕩頻率相同，因此，接收天線(xiàn)就會(huì)輸出電信號(hào)。收天線(xiàn)就會(huì)輸出電信號(hào)。 由于天線(xiàn)具有由于天線(xiàn)具有“可逆性可逆性”，即：一副天線(xiàn)，既，即：一副天線(xiàn)，既可作為發(fā)射天線(xiàn)使用，也可作為接收天線(xiàn)使用，它可作為發(fā)射天線(xiàn)使用，也可作為接收天線(xiàn)使用，它們所有的性能、參數(shù)均保持不變，稱(chēng)為天線(xiàn)的互易們所有的性能、參數(shù)均保持不變，稱(chēng)為天線(xiàn)的互易原理。所以接收天線(xiàn)的工作原理和發(fā)射天線(xiàn)的工作原理。所以接收天線(xiàn)的工作原理和發(fā)射天線(xiàn)的

7、工作原理類(lèi)同。原理類(lèi)同。三、天線(xiàn)的作用三、天線(xiàn)的作用1、輻射和接收電磁波。由發(fā)射天線(xiàn)產(chǎn)生的電磁波向空中輻射，、輻射和接收電磁波。由發(fā)射天線(xiàn)產(chǎn)生的電磁波向空中輻射，當(dāng)接收天線(xiàn)受到空中電磁波磁力線(xiàn)的切割時(shí)，就在天線(xiàn)兩端當(dāng)接收天線(xiàn)受到空中電磁波磁力線(xiàn)的切割時(shí)，就在天線(xiàn)兩端激起一定的交變電壓激起一定的交變電壓電動(dòng)勢(shì)，并轉(zhuǎn)化成高頻電流，通過(guò)電動(dòng)勢(shì)，并轉(zhuǎn)化成高頻電流，通過(guò)同軸射頻電纜傳送給有線(xiàn)電視的前端處理設(shè)備。同軸射頻電纜傳送給有線(xiàn)電視的前端處理設(shè)備。 當(dāng)然能輻射或接收電磁波的東西不一定都能用來(lái)作為天當(dāng)然能輻射或接收電磁波的東西不一定都能用來(lái)作為天線(xiàn)。例如任何高頻電路，只要不是完全屏蔽起來(lái)的，都可以線(xiàn)。

8、例如任何高頻電路，只要不是完全屏蔽起來(lái)的，都可以向周?chē)臻g或多或少地輻射電磁波，或者從周?chē)臻g或多或向周?chē)臻g或多或少地輻射電磁波，或者從周?chē)臻g或多或少地接收到電磁波。但是，任意一個(gè)高頻電路并不一定能作少地接收到電磁波。但是，任意一個(gè)高頻電路并不一定能作天線(xiàn)，因?yàn)樗椛浜徒邮针姶挪ǖ男屎艿?。只有能夠有效天線(xiàn)，因?yàn)樗椛浜徒邮针姶挪ǖ男屎艿汀Ｖ挥心軌蛴行У剌椛浜徒邮针姶挪ǖ脑O(shè)備才有可能作為天線(xiàn)使用。地輻射和接收電磁波的設(shè)備才有可能作為天線(xiàn)使用。 2、第二個(gè)作用是、第二個(gè)作用是”能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換”。天線(xiàn)應(yīng)能將導(dǎo)波能。天線(xiàn)應(yīng)能將導(dǎo)波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰?。量盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰俊?/p>

9、 這首先要求天線(xiàn)這首先要求天線(xiàn)是一個(gè)良好的電磁開(kāi)放系統(tǒng)是一個(gè)良好的電磁開(kāi)放系統(tǒng), 其次要求天線(xiàn)與發(fā)射其次要求天線(xiàn)與發(fā)射機(jī)或接收機(jī)匹配。大家知道，發(fā)信機(jī)通過(guò)饋線(xiàn)送入機(jī)或接收機(jī)匹配。大家知道，發(fā)信機(jī)通過(guò)饋線(xiàn)送入天線(xiàn)的并不是無(wú)線(xiàn)電波，收信天線(xiàn)也不能直接把無(wú)天線(xiàn)的并不是無(wú)線(xiàn)電波，收信天線(xiàn)也不能直接把無(wú)線(xiàn)電波送入收信機(jī)，這里有一個(gè)能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，線(xiàn)電波送入收信機(jī)，這里有一個(gè)能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，即把發(fā)信機(jī)所產(chǎn)生的高頻振蕩電流經(jīng)饋線(xiàn)送入天線(xiàn)即把發(fā)信機(jī)所產(chǎn)生的高頻振蕩電流經(jīng)饋線(xiàn)送入天線(xiàn)輸入端，天線(xiàn)要把高頻電流轉(zhuǎn)換為空間高頻電磁波，輸入端，天線(xiàn)要把高頻電流轉(zhuǎn)換為空間高頻電磁波，以波的形式向周?chē)臻g輻射。反之在接收時(shí)

10、，也是以波的形式向周?chē)臻g輻射。反之在接收時(shí)，也是通過(guò)收信天線(xiàn)把截獲的高頻電磁波的能量轉(zhuǎn)換成高通過(guò)收信天線(xiàn)把截獲的高頻電磁波的能量轉(zhuǎn)換成高頻電流的能量后，再送給收信機(jī)。顯然這里有一個(gè)頻電流的能量后，再送給收信機(jī)。顯然這里有一個(gè)轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。天線(xiàn)增益越高，則轉(zhuǎn)換效率就越高。轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。天線(xiàn)增益越高，則轉(zhuǎn)換效率就越高。 3、增加接收電視信號(hào)的距離。、增加接收電視信號(hào)的距離。 根據(jù)前述視距計(jì)算公根據(jù)前述視距計(jì)算公式式H4.12（ ）（）（km），電磁波的傳播距離），電磁波的傳播距離與發(fā)射天線(xiàn)的高度和接收天線(xiàn)的高度有關(guān)。當(dāng)電視與發(fā)射天線(xiàn)的高度和接收天線(xiàn)的高度有關(guān)。當(dāng)電視發(fā)射天線(xiàn)高度已定的情況下，適當(dāng)

11、增加接收天線(xiàn)的發(fā)射天線(xiàn)高度已定的情況下，適當(dāng)增加接收天線(xiàn)的架設(shè)高度就可以增加開(kāi)路電視信號(hào)的接收距離。架設(shè)高度就可以增加開(kāi)路電視信號(hào)的接收距離。4、提高接收電視信號(hào)的質(zhì)量。、提高接收電視信號(hào)的質(zhì)量。 由于空間存在著各種由于空間存在著各種頻率成份的無(wú)線(xiàn)電波，這些無(wú)線(xiàn)電波的方向來(lái)自于頻率成份的無(wú)線(xiàn)電波，這些無(wú)線(xiàn)電波的方向來(lái)自于四面八方，對(duì)于需要接收的電視頻道而言，其它無(wú)四面八方，對(duì)于需要接收的電視頻道而言，其它無(wú)線(xiàn)電波均是干擾源，通過(guò)選擇方向性強(qiáng)，具有一定線(xiàn)電波均是干擾源，通過(guò)選擇方向性強(qiáng)，具有一定工作頻帶寬度的接收天線(xiàn)，可以提高接收電視信號(hào)工作頻帶寬度的接收天線(xiàn)，可以提高接收電視信號(hào)的質(zhì)量的質(zhì)量。

12、rthh 除此之外，對(duì)天線(xiàn)有幾個(gè)要求除此之外，對(duì)天線(xiàn)有幾個(gè)要求：1、天線(xiàn)應(yīng)使電磁波盡可能、天線(xiàn)應(yīng)使電磁波盡可能集中于確定的方向上集中于確定的方向上, 或?qū)Υ_定方向的來(lái)波最大限度的接受或?qū)Υ_定方向的來(lái)波最大限度的接受, 即天線(xiàn)具有方向性。即天線(xiàn)具有方向性。 2、天線(xiàn)應(yīng)能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波、天線(xiàn)應(yīng)能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波, 即天線(xiàn)有適當(dāng)即天線(xiàn)有適當(dāng)?shù)臉O化。的極化。 3、天線(xiàn)應(yīng)有足夠的工作頻帶。、天線(xiàn)應(yīng)有足夠的工作頻帶。 以上是天線(xiàn)最基本的功能和要求以上是天線(xiàn)最基本的功能和要求, 據(jù)此可定義若干參數(shù)據(jù)此可定義若干參數(shù)作為設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)天線(xiàn)的依據(jù)。通信的飛速發(fā)展對(duì)天線(xiàn)提出了作為設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)天線(xiàn)的

13、依據(jù)。通信的飛速發(fā)展對(duì)天線(xiàn)提出了許多新的要求許多新的要求,天線(xiàn)的功能也不斷有新的突破。除了完成高天線(xiàn)的功能也不斷有新的突破。除了完成高頻能量的轉(zhuǎn)換外頻能量的轉(zhuǎn)換外, 還要求天線(xiàn)系統(tǒng)對(duì)傳遞的信息進(jìn)行一定的還要求天線(xiàn)系統(tǒng)對(duì)傳遞的信息進(jìn)行一定的加工和處理加工和處理, 如信號(hào)處理天線(xiàn)、單脈沖天線(xiàn)、自適應(yīng)天線(xiàn)和如信號(hào)處理天線(xiàn)、單脈沖天線(xiàn)、自適應(yīng)天線(xiàn)和智能天線(xiàn)等。特別是自智能天線(xiàn)等。特別是自1997年以來(lái)年以來(lái), 第三代移動(dòng)通信技術(shù)逐第三代移動(dòng)通信技術(shù)逐漸成為國(guó)內(nèi)外移動(dòng)通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)漸成為國(guó)內(nèi)外移動(dòng)通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn), 而智能天線(xiàn)正是實(shí)而智能天線(xiàn)正是實(shí)現(xiàn)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)第三代移動(dòng)通

14、信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。 研究天線(xiàn)問(wèn)題研究天線(xiàn)問(wèn)題, 實(shí)質(zhì)上是研究天線(xiàn)在空間所產(chǎn)實(shí)質(zhì)上是研究天線(xiàn)在空間所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布?？臻g任一點(diǎn)的電磁場(chǎng)都滿(mǎn)足麥克生的電磁場(chǎng)分布?？臻g任一點(diǎn)的電磁場(chǎng)都滿(mǎn)足麥克斯韋方程和邊界條件斯韋方程和邊界條件, 因此因此, 求解天線(xiàn)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是求解天線(xiàn)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是求解電磁場(chǎng)方程并滿(mǎn)足邊界條件求解電磁場(chǎng)方程并滿(mǎn)足邊界條件, 但這往往十分繁但這往往十分繁雜雜, 有時(shí)甚至是十分困難的。有時(shí)甚至是十分困難的。 在實(shí)際問(wèn)題中在實(shí)際問(wèn)題中, 往往將條件理想化往往將條件理想化, 進(jìn)行一些近進(jìn)行一些近似處理似處理, 從而得到近似結(jié)果從而得到近似結(jié)果, 這是天線(xiàn)工程中最常用這是天線(xiàn)工程中最常

15、用的方法；的方法； 在某些情況下在某些情況下, 如果需要較精確的解如果需要較精確的解, 可借可借助電磁場(chǎng)理論的數(shù)值計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行。助電磁場(chǎng)理論的數(shù)值計(jì)算方法來(lái)進(jìn)行。 四、天線(xiàn)的分類(lèi)四、天線(xiàn)的分類(lèi) 天線(xiàn)的種類(lèi)很多，按用途可將天線(xiàn)分為通信天線(xiàn)、天線(xiàn)的種類(lèi)很多，按用途可將天線(xiàn)分為通信天線(xiàn)、 廣廣播電視天線(xiàn)、雷達(dá)天線(xiàn)等播電視天線(xiàn)、雷達(dá)天線(xiàn)等; 按工作波長(zhǎng)按工作波長(zhǎng), 可將天線(xiàn)分為長(zhǎng)波天可將天線(xiàn)分為長(zhǎng)波天線(xiàn)、線(xiàn)、 中波天線(xiàn)、中波天線(xiàn)、 短波天線(xiàn)、短波天線(xiàn)、 超短波天線(xiàn)和微波天線(xiàn)等；超短波天線(xiàn)和微波天線(xiàn)等； 按按輻射元的類(lèi)型可將天線(xiàn)分為兩大類(lèi)輻射元的類(lèi)型可將天線(xiàn)分為兩大類(lèi): 線(xiàn)天線(xiàn)和面天線(xiàn)。所謂線(xiàn)天線(xiàn)和面

16、天線(xiàn)。所謂線(xiàn)天線(xiàn)是由半徑遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的金屬導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成線(xiàn)天線(xiàn)是由半徑遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的金屬導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成, 主要用于長(zhǎng)波、主要用于長(zhǎng)波、中波和短波波段中波和短波波段; 面天線(xiàn)是由尺寸大于波長(zhǎng)的金屬或介質(zhì)面面天線(xiàn)是由尺寸大于波長(zhǎng)的金屬或介質(zhì)面構(gòu)成的構(gòu)成的, 主要用于微波波段主要用于微波波段, 超短波波段則兩者兼用。超短波波段則兩者兼用。 把天線(xiàn)和發(fā)射機(jī)或接收機(jī)連接起來(lái)的系統(tǒng)稱(chēng)為饋線(xiàn)系統(tǒng)。把天線(xiàn)和發(fā)射機(jī)或接收機(jī)連接起來(lái)的系統(tǒng)稱(chēng)為饋線(xiàn)系統(tǒng)。 饋線(xiàn)的形式隨頻率的不同而分為雙導(dǎo)線(xiàn)傳輸線(xiàn)、同軸線(xiàn)傳輸饋線(xiàn)的形式隨頻率的不同而分為雙導(dǎo)線(xiàn)傳輸線(xiàn)、同軸線(xiàn)傳輸線(xiàn)、線(xiàn)、 波導(dǎo)或微帶線(xiàn)等。由于饋線(xiàn)系統(tǒng)和天線(xiàn)的聯(lián)系十分緊波導(dǎo)或微帶線(xiàn)等。由

17、于饋線(xiàn)系統(tǒng)和天線(xiàn)的聯(lián)系十分緊密密, 有時(shí)把天線(xiàn)和饋線(xiàn)系統(tǒng)看成是一個(gè)部件有時(shí)把天線(xiàn)和饋線(xiàn)系統(tǒng)看成是一個(gè)部件, 統(tǒng)稱(chēng)為天線(xiàn)饋線(xiàn)統(tǒng)稱(chēng)為天線(xiàn)饋線(xiàn)系統(tǒng)系統(tǒng), 簡(jiǎn)稱(chēng)天饋系統(tǒng)。簡(jiǎn)稱(chēng)天饋系統(tǒng)。第二節(jié) 天線(xiàn)的主要參數(shù) 一、輸入阻抗一、輸入阻抗 天線(xiàn)輸入阻抗關(guān)系到天線(xiàn)能否盡可能多地接收來(lái)自自由天線(xiàn)輸入阻抗關(guān)系到天線(xiàn)能否盡可能多地接收來(lái)自自由空間的電磁波能量，天線(xiàn)的輸入阻抗為：空間的電磁波能量，天線(xiàn)的輸入阻抗為： in （） （41） 式中式中 in天線(xiàn)輸入端（即天線(xiàn)與饋線(xiàn)連接的端面）的天線(xiàn)輸入端（即天線(xiàn)與饋線(xiàn)連接的端面）的高頻電壓；高頻電壓； in 天線(xiàn)輸入端的高頻電流。天線(xiàn)輸入端的高頻電流。 in由電阻由電阻i

18、n及電抗及電抗in組成，即：組成，即： ininjXin （） （42） 式中式中 in天線(xiàn)的輸入電阻；天線(xiàn)的輸入電阻； Xin 天線(xiàn)的輸入電抗。天線(xiàn)的輸入電抗。ininIU 基本半波振子天線(xiàn)是接收天線(xiàn)中最簡(jiǎn)單的一種，其天基本半波振子天線(xiàn)是接收天線(xiàn)中最簡(jiǎn)單的一種，其天線(xiàn)長(zhǎng)度接近（略短于）接收信號(hào)的半個(gè)波長(zhǎng)（線(xiàn)長(zhǎng)度接近（略短于）接收信號(hào)的半個(gè)波長(zhǎng)（/2），此時(shí)，），此時(shí)，天線(xiàn)處于諧振狀態(tài)，輸入阻抗呈現(xiàn)純電阻，振子上的電壓波天線(xiàn)處于諧振狀態(tài)，輸入阻抗呈現(xiàn)純電阻，振子上的電壓波和電流波如圖和電流波如圖4-3所示。由于振子上電流的非均勻分布，使所示。由于振子上電流的非均勻分布，使振子各點(diǎn)的阻抗都不一樣

19、，因此，饋電點(diǎn)不同，輸入阻抗也振子各點(diǎn)的阻抗都不一樣，因此，饋電點(diǎn)不同，輸入阻抗也不同，電視接收天線(xiàn)中的基本半波振子天線(xiàn)采用中心饋電法，不同，電視接收天線(xiàn)中的基本半波振子天線(xiàn)采用中心饋電法，此時(shí)的輸入阻抗最小，約為此時(shí)的輸入阻抗最小，約為73.1，近似取值為，近似取值為75。圖圖4-3基本半波振子天線(xiàn)基本半波振子天線(xiàn) 將圖將圖4-3所示的基本半波振子天線(xiàn)的兩個(gè)尾端用導(dǎo)體連接所示的基本半波振子天線(xiàn)的兩個(gè)尾端用導(dǎo)體連接起來(lái)，便構(gòu)成折合半波振子天線(xiàn)，如圖起來(lái)，便構(gòu)成折合半波振子天線(xiàn)，如圖4-4所示：所示： 基本半波振子天線(xiàn)的電流腹點(diǎn)最大值為基本半波振子天線(xiàn)的電流腹點(diǎn)最大值為，半波折合，半波折合振子的

20、電流被平均分配在上下兩導(dǎo)體上，因此，每根導(dǎo)體上振子的電流被平均分配在上下兩導(dǎo)體上，因此，每根導(dǎo)體上的電流腹點(diǎn)最大值為（的電流腹點(diǎn)最大值為（/2）。設(shè)基本半波振子天線(xiàn)的輸）。設(shè)基本半波振子天線(xiàn)的輸入阻抗為入阻抗為1，輸入功率為，輸入功率為1；半波折合振子天線(xiàn)的輸入阻；半波折合振子天線(xiàn)的輸入阻抗為抗為2，輸入功率，輸入功率2；當(dāng)兩天線(xiàn)饋以相同的功率時(shí)，有：；當(dāng)兩天線(xiàn)饋以相同的功率時(shí)，有： 2ACDB電壓電流圖圖4-4折合半波振子天線(xiàn)折合半波振子天線(xiàn)2/IR/2/2II/2mmR12mLRCLRC21圖圖4-5基本半波振子與半波折合振子的等效電路基本半波振子與半波折合振子的等效電路 二、電壓駐波比二

21、、電壓駐波比 當(dāng)天線(xiàn)的輸入阻抗與饋線(xiàn)的特性阻抗不一致時(shí)（通常把當(dāng)天線(xiàn)的輸入阻抗與饋線(xiàn)的特性阻抗不一致時(shí)（通常把這種現(xiàn)象稱(chēng)為不匹配或失配），就會(huì)反射。在這種情況下，這種現(xiàn)象稱(chēng)為不匹配或失配），就會(huì)反射。在這種情況下，接收到的信號(hào)功率不能全部送入前端系統(tǒng)，當(dāng)饋線(xiàn)較長(zhǎng)且嚴(yán)接收到的信號(hào)功率不能全部送入前端系統(tǒng)，當(dāng)饋線(xiàn)較長(zhǎng)且嚴(yán)重失配時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生重影。重失配時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生重影。 天線(xiàn)接收到的射頻信號(hào)，從天線(xiàn)饋給饋線(xiàn)，再由饋線(xiàn)傳天線(xiàn)接收到的射頻信號(hào)，從天線(xiàn)饋給饋線(xiàn)，再由饋線(xiàn)傳送至前端設(shè)備，若相互之間的阻抗不匹配，則會(huì)在饋線(xiàn)中形送至前端設(shè)備，若相互之間的阻抗不匹配，則會(huì)在饋線(xiàn)中形成入射波與反射波的迭加，形成駐波

22、。通常采用電壓駐波比成入射波與反射波的迭加，形成駐波。通常采用電壓駐波比（VSWR）定量衡量，其定義為：）定量衡量，其定義為： VSWR （4-3） 式中式中 Vmax產(chǎn)生駐波時(shí)的最大電壓值（波腹）；產(chǎn)生駐波時(shí)的最大電壓值（波腹）； Vmin產(chǎn)生駐波時(shí)的最小電壓值（波節(jié)）。產(chǎn)生駐波時(shí)的最小電壓值（波節(jié)）。 當(dāng)電壓駐波比當(dāng)電壓駐波比VSWR1時(shí)，即阻抗匹配。一般情況下，時(shí)，即阻抗匹配。一般情況下， VSWR1，VSWR越大，說(shuō)明天線(xiàn)與饋線(xiàn)的匹配越差。越大，說(shuō)明天線(xiàn)與饋線(xiàn)的匹配越差。 三、頻帶寬度三、頻帶寬度 任何電視接收天線(xiàn)都是工作在一定的頻率范圍任何電視接收天線(xiàn)都是工作在一定的頻率范圍內(nèi)。規(guī)定

23、天線(xiàn)輸送到饋線(xiàn)的功率下降到最大輸出功內(nèi)。規(guī)定天線(xiàn)輸送到饋線(xiàn)的功率下降到最大輸出功率的一半時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱(chēng)為天線(xiàn)的頻帶寬率的一半時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱(chēng)為天線(xiàn)的頻帶寬度。在此頻帶寬度內(nèi)，天線(xiàn)的各種電氣性能（增益、度。在此頻帶寬度內(nèi)，天線(xiàn)的各種電氣性能（增益、方向性、電壓駐波比等）基本保持不變。方向性、電壓駐波比等）基本保持不變。 單頻道天線(xiàn)一般應(yīng)能滿(mǎn)足單頻道天線(xiàn)一般應(yīng)能滿(mǎn)足8MHz帶寬，寬頻帶帶寬，寬頻帶天線(xiàn)的帶寬，則根據(jù)需要而定。天線(xiàn)的帶寬，則根據(jù)需要而定。 四、方向性四、方向性 天線(xiàn)的方向性表示天線(xiàn)接收不同方向傳來(lái)的電天線(xiàn)的方向性表示天線(xiàn)接收不同方向傳來(lái)的電磁波的能力。天線(xiàn)的方向性通常采

24、用方向性圖表示。磁波的能力。天線(xiàn)的方向性通常采用方向性圖表示。不同的電視接收天線(xiàn)，其方向性圖有差異。不同的電視接收天線(xiàn)，其方向性圖有差異。 為了方便對(duì)各種天線(xiàn)的方向圖特性進(jìn)行比較為了方便對(duì)各種天線(xiàn)的方向圖特性進(jìn)行比較, 就就需要規(guī)定一些特性參數(shù)。需要規(guī)定一些特性參數(shù)。 這些參數(shù)有這些參數(shù)有: 主瓣寬度、主瓣寬度、旁瓣電平、前后比及方向系數(shù)等。旁瓣電平、前后比及方向系數(shù)等。 1）主瓣寬度）主瓣寬度 主瓣寬度是說(shuō)明天線(xiàn)方向性的一個(gè)指標(biāo)。某天主瓣寬度是說(shuō)明天線(xiàn)方向性的一個(gè)指標(biāo)。某天線(xiàn)方向性圖如圖線(xiàn)方向性圖如圖4-5所示，其中主瓣是波瓣中最大所示，其中主瓣是波瓣中最大的瓣，它集中了天線(xiàn)接收功率（或場(chǎng)強(qiáng)

25、）的主要部的瓣，它集中了天線(xiàn)接收功率（或場(chǎng)強(qiáng)）的主要部分。除了主瓣外，其余的瓣都是副瓣，副瓣代表天分。除了主瓣外，其余的瓣都是副瓣，副瓣代表天線(xiàn)在不需要的方向上接收的功率（即干擾信號(hào)的功線(xiàn)在不需要的方向上接收的功率（即干擾信號(hào)的功率），副瓣電平越高，越容易接收干擾波，希望它率），副瓣電平越高，越容易接收干擾波，希望它越小越好。與主瓣方向完全相反的為后瓣，表示天越小越好。與主瓣方向完全相反的為后瓣，表示天線(xiàn)接收后方向干擾信號(hào)的能力，希望后瓣也是越小線(xiàn)接收后方向干擾信號(hào)的能力，希望后瓣也是越小越好。越好。 圖圖4-5 極坐標(biāo)場(chǎng)強(qiáng)方向性圖極坐標(biāo)場(chǎng)強(qiáng)方向性圖 Z0.70720.5X副瓣主瓣后瓣電視臺(tái)方

26、向 不同的接收天線(xiàn)，主瓣寬度不一樣，主瓣寬度越尖銳，說(shuō)不同的接收天線(xiàn)，主瓣寬度不一樣，主瓣寬度越尖銳，說(shuō)明天線(xiàn)定向接收能力越好，即抗干擾能力越強(qiáng)。天線(xiàn)主瓣寬度明天線(xiàn)定向接收能力越好，即抗干擾能力越強(qiáng)。天線(xiàn)主瓣寬度采用半功率角采用半功率角20.5表示，它是指接收天線(xiàn)的功率密度從最大接表示，它是指接收天線(xiàn)的功率密度從最大接收方向上功率密度下降一半所對(duì)應(yīng)的角度。也可用場(chǎng)強(qiáng)從最大收方向上功率密度下降一半所對(duì)應(yīng)的角度。也可用場(chǎng)強(qiáng)從最大值下降到值下降到0.707倍最大值所對(duì)應(yīng)的角度表示。一般情況下，倍最大值所對(duì)應(yīng)的角度表示。一般情況下，UHF頻段頻段20.5角度較小。角度較小。 2）前后比）前后比 前后比

27、是衡量天線(xiàn)排除后向干擾能力的一個(gè)重要指標(biāo)。前后比是衡量天線(xiàn)排除后向干擾能力的一個(gè)重要指標(biāo)。它是指接收天線(xiàn)的前向最大接收能力與后向最大接收能力的它是指接收天線(xiàn)的前向最大接收能力與后向最大接收能力的比值，前后比越大，說(shuō)明天線(xiàn)抗后方向干擾的能力越強(qiáng)。比值，前后比越大，說(shuō)明天線(xiàn)抗后方向干擾的能力越強(qiáng)。 3）旁瓣電平）旁瓣電平 旁瓣電平是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣電平旁瓣電平是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣電平, 一一般以分貝表示。方向圖的旁瓣區(qū)是不需要輻射的區(qū)域般以分貝表示。方向圖的旁瓣區(qū)是不需要輻射的區(qū)域, 所以所以其電平應(yīng)盡可能的低其電平應(yīng)盡可能的低, 且天線(xiàn)方向圖一般都有這樣一條規(guī)律且天

28、線(xiàn)方向圖一般都有這樣一條規(guī)律: 離主瓣愈遠(yuǎn)的旁瓣的電平愈低。第一旁瓣電平的高低離主瓣愈遠(yuǎn)的旁瓣的電平愈低。第一旁瓣電平的高低, 在某在某種意義上反映了天線(xiàn)方向性的好壞。另外種意義上反映了天線(xiàn)方向性的好壞。另外, 在天線(xiàn)的實(shí)際應(yīng)在天線(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用中用中, 旁瓣的位置也很重要。旁瓣的位置也很重要。 五、增益五、增益 天線(xiàn)增益表示天線(xiàn)在特定方向接收信號(hào)的能力。在有線(xiàn)天線(xiàn)增益表示天線(xiàn)在特定方向接收信號(hào)的能力。在有線(xiàn)電視系統(tǒng)中，天線(xiàn)增益采用相對(duì)增益表示，即相對(duì)于基本半電視系統(tǒng)中，天線(xiàn)增益采用相對(duì)增益表示，即相對(duì)于基本半波振子的功率增益。當(dāng)天線(xiàn)最佳取向時(shí)，天線(xiàn)輸出端的匹配波振子的功率增益。當(dāng)天線(xiàn)最佳取向時(shí)，

29、天線(xiàn)輸出端的匹配負(fù)載中所吸取的功率（負(fù)載中所吸取的功率（P1），與在相同條件下基本半波振），與在相同條件下基本半波振子天線(xiàn)輸出端匹配負(fù)載中所吸取的功率（子天線(xiàn)輸出端匹配負(fù)載中所吸取的功率（P0）的比值，稱(chēng)）的比值，稱(chēng)為該天線(xiàn)的相對(duì)增益（為該天線(xiàn)的相對(duì)增益（G） G10lg(P1/P0) dB 或或 G20lg(E1/E0) dB 若某天線(xiàn)的增益為若某天線(xiàn)的增益為6dB，則表示該天線(xiàn)的增益比基本半波振，則表示該天線(xiàn)的增益比基本半波振子天線(xiàn)高子天線(xiàn)高6dB。六、極化特性六、極化特性 極化特性是指天線(xiàn)在最大輻射方向上電場(chǎng)矢量的方向隨時(shí)間變化極化特性是指天線(xiàn)在最大輻射方向上電場(chǎng)矢量的方向隨時(shí)間變化的規(guī)

30、律。的規(guī)律。 具體地說(shuō)具體地說(shuō), 就是在空間某一固定位置上就是在空間某一固定位置上, 電場(chǎng)矢量的末端隨電場(chǎng)矢量的末端隨時(shí)間變化所描繪的圖形。該圖形如果是直線(xiàn)時(shí)間變化所描繪的圖形。該圖形如果是直線(xiàn), 就稱(chēng)為線(xiàn)極化就稱(chēng)為線(xiàn)極化; 如果是如果是圓，圓， 就稱(chēng)為圓極化就稱(chēng)為圓極化; 如果是橢圓，如果是橢圓， 就稱(chēng)為橢圓極化。如此按天線(xiàn)所就稱(chēng)為橢圓極化。如此按天線(xiàn)所輻射的電場(chǎng)的極化形式輻射的電場(chǎng)的極化形式, 可將天線(xiàn)分為線(xiàn)極化天線(xiàn)、圓極化天線(xiàn)和橢可將天線(xiàn)分為線(xiàn)極化天線(xiàn)、圓極化天線(xiàn)和橢圓極化天線(xiàn)。圓極化天線(xiàn)。 線(xiàn)極化又可分為水平極化和垂直極化線(xiàn)極化又可分為水平極化和垂直極化; 圓極化和橢圓圓極化和橢圓極化

31、都可分為左旋和右旋。極化都可分為左旋和右旋。 當(dāng)圓極化波入射到一個(gè)對(duì)稱(chēng)目標(biāo)上時(shí)當(dāng)圓極化波入射到一個(gè)對(duì)稱(chēng)目標(biāo)上時(shí), 反射波是反旋向的。反射波是反旋向的。 在傳播電視信號(hào)時(shí)在傳播電視信號(hào)時(shí), 利用這一特性可以克服由利用這一特性可以克服由反射所引起的重影。反射所引起的重影。 七、頻帶寬度對(duì)天線(xiàn)的電參數(shù)的影響七、頻帶寬度對(duì)天線(xiàn)的電參數(shù)的影響 天線(xiàn)的電參數(shù)都與頻率有關(guān)天線(xiàn)的電參數(shù)都與頻率有關(guān), 也就是說(shuō)也就是說(shuō), 上述電參數(shù)都是針對(duì)某一上述電參數(shù)都是針對(duì)某一工作頻率設(shè)計(jì)的。當(dāng)工作頻率偏離設(shè)計(jì)頻率時(shí)工作頻率設(shè)計(jì)的。當(dāng)工作頻率偏離設(shè)計(jì)頻率時(shí), 往往要引起天線(xiàn)參數(shù)往往要引起天線(xiàn)參數(shù)的變化的變化, 例如主瓣寬度

32、增大、旁瓣電平增高、增益系數(shù)降低、例如主瓣寬度增大、旁瓣電平增高、增益系數(shù)降低、 輸入輸入阻抗和極化特性變壞等。實(shí)際上阻抗和極化特性變壞等。實(shí)際上, 天線(xiàn)也并非工作在點(diǎn)頻天線(xiàn)也并非工作在點(diǎn)頻, 而是有一而是有一定的頻率范圍。當(dāng)工作頻率變化時(shí)定的頻率范圍。當(dāng)工作頻率變化時(shí), 天線(xiàn)的有關(guān)電參數(shù)不應(yīng)超出規(guī)定天線(xiàn)的有關(guān)電參數(shù)不應(yīng)超出規(guī)定的范圍，這一頻率范圍稱(chēng)為頻帶寬度的范圍，這一頻率范圍稱(chēng)為頻帶寬度, 簡(jiǎn)稱(chēng)為天線(xiàn)的帶寬。簡(jiǎn)稱(chēng)為天線(xiàn)的帶寬。八、有效長(zhǎng)度八、有效長(zhǎng)度 有效長(zhǎng)度是衡量天線(xiàn)輻射能力的又一個(gè)重要指有效長(zhǎng)度是衡量天線(xiàn)輻射能力的又一個(gè)重要指標(biāo)。標(biāo)。 天線(xiàn)的有效長(zhǎng)度定義如下天線(xiàn)的有效長(zhǎng)度定義如下 :

33、在保持實(shí)際天線(xiàn)在保持實(shí)際天線(xiàn)最大輻射方向上的場(chǎng)強(qiáng)值不變的條件下最大輻射方向上的場(chǎng)強(qiáng)值不變的條件下, 假設(shè)天線(xiàn)假設(shè)天線(xiàn)上電流分布為均勻分布時(shí)天線(xiàn)的等效長(zhǎng)度。它是上電流分布為均勻分布時(shí)天線(xiàn)的等效長(zhǎng)度。它是把天線(xiàn)在最大輻射方向上的場(chǎng)強(qiáng)和電流聯(lián)系起來(lái)把天線(xiàn)在最大輻射方向上的場(chǎng)強(qiáng)和電流聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)參數(shù)的一個(gè)參數(shù), 通常將歸于輸入電流通常將歸于輸入電流I0的有效長(zhǎng)度記的有效長(zhǎng)度記為為hein, 把歸于波腹電流把歸于波腹電流Im的有效長(zhǎng)度記為的有效長(zhǎng)度記為hem。顯。顯然然, 有效長(zhǎng)度愈長(zhǎng)有效長(zhǎng)度愈長(zhǎng), 表明天線(xiàn)的輻射能力愈強(qiáng)。表明天線(xiàn)的輻射能力愈強(qiáng)。第三節(jié) 半波振子天線(xiàn)一、基本半波振子天線(xiàn)2ACDB電壓

34、電流二、折合半波振子天線(xiàn)第四節(jié) 常用的天線(xiàn)天線(xiàn)種類(lèi)有很多天線(xiàn)種類(lèi)有很多：對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)陣列天線(xiàn)陣列天線(xiàn)直立振子天線(xiàn)與水平振子天線(xiàn)直立振子天線(xiàn)與水平振子天線(xiàn)引向天線(xiàn)與電視天線(xiàn)引向天線(xiàn)與電視天線(xiàn)移動(dòng)通信基站天線(xiàn)移動(dòng)通信基站天線(xiàn)螺旋天線(xiàn)螺旋天線(xiàn)行波天線(xiàn)行波天線(xiàn)寬頻帶天線(xiàn)寬頻帶天線(xiàn)縫隙天線(xiàn)縫隙天線(xiàn)微帶天線(xiàn)微帶天線(xiàn)智能天線(xiàn)智能天線(xiàn) 一、引向天線(xiàn)、引向天線(xiàn) 引向天線(xiàn)又稱(chēng)八木天線(xiàn)（上個(gè)世紀(jì)二十年代，引向天線(xiàn)又稱(chēng)八木天線(xiàn)（上個(gè)世紀(jì)二十年代，日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太郞郞兩人發(fā)明了這兩人發(fā)明了這種天線(xiàn)，被稱(chēng)為種天線(xiàn)，被稱(chēng)為“八木宇田天線(xiàn)八木宇田天線(xiàn)”，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“八木

35、天八木天線(xiàn)線(xiàn)”。 ）。引向天線(xiàn)既可以單頻道使用，也可以多）。引向天線(xiàn)既可以單頻道使用，也可以多頻道共用；既可作頻道共用；既可作VHF接收，也可作接收，也可作UHV接收。引接收。引向天線(xiàn)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，饋電方便，易于制作，成本向天線(xiàn)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，饋電方便，易于制作，成本低，風(fēng)載小等特點(diǎn)，是一種強(qiáng)定向天線(xiàn)。在有線(xiàn)電低，風(fēng)載小等特點(diǎn)，是一種強(qiáng)定向天線(xiàn)。在有線(xiàn)電視系統(tǒng)中，廣泛采用引向天線(xiàn)接收空間開(kāi)路電視信視系統(tǒng)中，廣泛采用引向天線(xiàn)接收空間開(kāi)路電視信號(hào)。號(hào)。 典型的八木天線(xiàn)應(yīng)該有三對(duì)振子，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈典型的八木天線(xiàn)應(yīng)該有三對(duì)振子，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈“王王”字字形。與饋線(xiàn)相連的稱(chēng)有源振子，或主振子，居三對(duì)振子之中，形

36、。與饋線(xiàn)相連的稱(chēng)有源振子，或主振子，居三對(duì)振子之中，“王王”字的中間一橫。比有源振子稍長(zhǎng)一點(diǎn)的稱(chēng)反射器，它字的中間一橫。比有源振子稍長(zhǎng)一點(diǎn)的稱(chēng)反射器，它在有源振子的一側(cè)，起著削弱從這個(gè)方向傳來(lái)的電波或從本在有源振子的一側(cè)，起著削弱從這個(gè)方向傳來(lái)的電波或從本天線(xiàn)發(fā)射去的電波的作用；比有源振子略短的稱(chēng)引向器，它天線(xiàn)發(fā)射去的電波的作用；比有源振子略短的稱(chēng)引向器，它位于有源振子的另一側(cè)，它能增強(qiáng)從這一側(cè)方向傳來(lái)的或向位于有源振子的另一側(cè)，它能增強(qiáng)從這一側(cè)方向傳來(lái)的或向這個(gè)方向發(fā)射出去的電波。引向器可以有許多個(gè)，每根長(zhǎng)度這個(gè)方向發(fā)射出去的電波。引向器可以有許多個(gè)，每根長(zhǎng)度都要比其相鄰的并靠近有源振子的那

37、根略短一點(diǎn)。引向器越都要比其相鄰的并靠近有源振子的那根略短一點(diǎn)。引向器越多，方向越尖銳、增益越高，但實(shí)際上超過(guò)四、五個(gè)引向器多，方向越尖銳、增益越高，但實(shí)際上超過(guò)四、五個(gè)引向器之后，這種之后，這種“好處好處”增加就不太明顯了，而體積大、自重增增加就不太明顯了，而體積大、自重增加、對(duì)材料強(qiáng)度要求提高、成本加大等問(wèn)題卻漸突出。通常加、對(duì)材料強(qiáng)度要求提高、成本加大等問(wèn)題卻漸突出。通常情況下有一副五單元八木（即有三個(gè)引向器，一個(gè)反射器和情況下有一副五單元八木（即有三個(gè)引向器，一個(gè)反射器和一個(gè)有源振子）就夠用了。一個(gè)有源振子）就夠用了。 引向天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)引向天線(xiàn)的結(jié)構(gòu) 在引向天線(xiàn)中，各無(wú)源振子雖不直接饋電

38、，但在有源振在引向天線(xiàn)中，各無(wú)源振子雖不直接饋電，但在有源振子的作用下，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，其幅度、相位子的作用下，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，其幅度、相位和無(wú)源振子到有源振子的距離有關(guān)，因?yàn)楫?dāng)振子間的距離不和無(wú)源振子到有源振子的距離有關(guān)，因?yàn)楫?dāng)振子間的距離不同時(shí)，電波走過(guò)的途徑也不同；還和無(wú)源振子的長(zhǎng)度有關(guān)，同時(shí)，電波走過(guò)的途徑也不同；還和無(wú)源振子的長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)振子略短于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)呈容性，振子略長(zhǎng)于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)呈當(dāng)振子略短于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)呈容性，振子略長(zhǎng)于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)呈感性。選擇引向器的長(zhǎng)度略小于感性。選擇引向器的長(zhǎng)度略小于/2，引向器之間的距離和，引向器之間的距離和到有源振子的距離略小于到

39、有源振子的距離略小于/4，可以使引向器和有源振子在，可以使引向器和有源振子在主方向上產(chǎn)生的電磁場(chǎng)相加。選擇反射器的長(zhǎng)度略大于主方向上產(chǎn)生的電磁場(chǎng)相加。選擇反射器的長(zhǎng)度略大于/2，反射器到有源振子的距離略大于反射器到有源振子的距離略大于/4，也可以使反射器和有，也可以使反射器和有源振子產(chǎn)生的電磁場(chǎng)在主方向上相加。由電視發(fā)射塔輻射的源振子產(chǎn)生的電磁場(chǎng)在主方向上相加。由電視發(fā)射塔輻射的電波，經(jīng)引向器的引導(dǎo)和反射器的反射后，將使有源振子沿電波，經(jīng)引向器的引導(dǎo)和反射器的反射后，將使有源振子沿著接收方向形成單方向的接收。著接收方向形成單方向的接收。 引向天線(xiàn)的設(shè)計(jì)引向天線(xiàn)的設(shè)計(jì)見(jiàn)教材見(jiàn)教材P56。結(jié)合結(jié)合

40、P62習(xí)題習(xí)題4.課堂練習(xí)課堂練習(xí)二、組合天線(xiàn)組合天線(xiàn) 為了進(jìn)一步提高天線(xiàn)的方向性和增益，可以利用幾副多為了進(jìn)一步提高天線(xiàn)的方向性和增益，可以利用幾副多單元天線(xiàn)組成組合天線(xiàn)，或稱(chēng)為天線(xiàn)陣。單元天線(xiàn)組成組合天線(xiàn)，或稱(chēng)為天線(xiàn)陣。 1等幅同相天線(xiàn)陣等幅同相天線(xiàn)陣 天線(xiàn)陣排列方法有多種形式。一種為水平排列，即將幾天線(xiàn)陣排列方法有多種形式。一種為水平排列，即將幾副結(jié)構(gòu)相同的引向天線(xiàn)，按相等間距在水平線(xiàn)上排列，稱(chēng)為副結(jié)構(gòu)相同的引向天線(xiàn)，按相等間距在水平線(xiàn)上排列，稱(chēng)為“列列”，也稱(chēng)為水平天線(xiàn)陣，如下圖（，也稱(chēng)為水平天線(xiàn)陣，如下圖（a）所示。另一種為）所示。另一種為垂直排列，即將幾副結(jié)構(gòu)相同的天線(xiàn)按相等的距離

41、在垂直方垂直排列，即將幾副結(jié)構(gòu)相同的天線(xiàn)按相等的距離在垂直方向上排列，稱(chēng)為向上排列，稱(chēng)為“層層”，也稱(chēng)垂直天線(xiàn)陣，如下圖（，也稱(chēng)垂直天線(xiàn)陣，如下圖（b）所）所示。水平天線(xiàn)陣能提高天線(xiàn)的增益，天線(xiàn)數(shù)目越多，增益也示。水平天線(xiàn)陣能提高天線(xiàn)的增益，天線(xiàn)數(shù)目越多，增益也越大。水平天線(xiàn)陣也能改變天線(xiàn)的水平方向性，使水平波瓣越大。水平天線(xiàn)陣也能改變天線(xiàn)的水平方向性，使水平波瓣變窄，天線(xiàn)數(shù)目越多，水平方向性越尖銳，抗水平方向的干變窄，天線(xiàn)數(shù)目越多，水平方向性越尖銳，抗水平方向的干擾能力越強(qiáng)。擾能力越強(qiáng)。 垂直天線(xiàn)陣同樣能提高天線(xiàn)的增益，天線(xiàn)數(shù)越多，天線(xiàn)垂直天線(xiàn)陣同樣能提高天線(xiàn)的增益，天線(xiàn)數(shù)越多，天線(xiàn)陣的增益

42、也越高。垂直天線(xiàn)陣也能改變天線(xiàn)的垂直方向性，陣的增益也越高。垂直天線(xiàn)陣也能改變天線(xiàn)的垂直方向性，而且天線(xiàn)數(shù)目越多，垂直方向性越好。而且天線(xiàn)數(shù)目越多，垂直方向性越好。/2(a)(b)OO 2、可變方向性天線(xiàn)陣 電視信號(hào)由于受到高大物體影響形成多經(jīng)反射波，它們比直射波滯后一段時(shí)間到達(dá)天線(xiàn)，因此，在電視主圖像右側(cè)出現(xiàn)重影。若反射波來(lái)自斜向，可通過(guò)改變天線(xiàn)陣的方向性來(lái)抑制反射波造成的重影?？勺兎较蛐蕴炀€(xiàn)清除重影的原理是調(diào)整雙層或雙列二元天線(xiàn)陣的間距或它們之間的相移，使天線(xiàn)方向性圖的零輻射角對(duì)準(zhǔn)反射波的來(lái)向，從而達(dá)到消除重影的目的。 a移相天線(xiàn)的組成原理移相天線(xiàn)的組成原理 b差值天線(xiàn)的組成原理差值天線(xiàn)的

43、組成原理 AdB反射波直射波合成器移相器AB直射波 反射波合成器 d其他幾種天線(xiàn)1、旋轉(zhuǎn)拋物面天線(xiàn)、旋轉(zhuǎn)拋物面天線(xiàn)旋轉(zhuǎn)拋物面天線(xiàn)是在通信、旋轉(zhuǎn)拋物面天線(xiàn)是在通信、 雷達(dá)和射電天文等系統(tǒng)中廣泛使用的一種天雷達(dá)和射電天文等系統(tǒng)中廣泛使用的一種天線(xiàn)線(xiàn), 它是由兩部分組成的它是由兩部分組成的, 其一是拋物線(xiàn)繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成的拋物反射面其一是拋物線(xiàn)繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成的拋物反射面, 反射面一般采用導(dǎo)電性能良好的金屬或在其它材料上敷以金屬層制成反射面一般采用導(dǎo)電性能良好的金屬或在其它材料上敷以金屬層制成; 其其二是置于拋物面焦點(diǎn)處的饋源（也稱(chēng)照射器）。饋源把高頻導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變二是置于拋物面焦點(diǎn)處的饋源（也稱(chēng)照射

44、器）。饋源把高頻導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變成電磁波能量并投向拋物反射面成電磁波能量并投向拋物反射面, 而拋物反射面將饋源投射過(guò)來(lái)的球面波而拋物反射面將饋源投射過(guò)來(lái)的球面波沿拋物面的軸向反射出去沿拋物面的軸向反射出去, 從而獲得很強(qiáng)的方向性。從而獲得很強(qiáng)的方向性。 2、卡塞格倫天線(xiàn)卡塞格倫天線(xiàn) 卡塞格倫天線(xiàn)是雙反射面天線(xiàn)（旋轉(zhuǎn)拋物面作主反射面卡塞格倫天線(xiàn)是雙反射面天線(xiàn)（旋轉(zhuǎn)拋物面作主反射面, 旋轉(zhuǎn)雙曲面作副反射面）旋轉(zhuǎn)雙曲面作副反射面）, 它已在衛(wèi)星地面站、它已在衛(wèi)星地面站、 單脈沖雷達(dá)單脈沖雷達(dá)和射電天文等系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。和射電天文等系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 與單反射面天線(xiàn)相比與單反射面天線(xiàn)相比, 它具它具有下列優(yōu)

45、點(diǎn)有下列優(yōu)點(diǎn): 由于天線(xiàn)有兩個(gè)反射面由于天線(xiàn)有兩個(gè)反射面, 幾何參數(shù)增多幾何參數(shù)增多, 便于按照各種便于按照各種需要靈活地進(jìn)行設(shè)計(jì)需要靈活地進(jìn)行設(shè)計(jì); 可以采用短焦距拋物面天線(xiàn)作主反射面可以采用短焦距拋物面天線(xiàn)作主反射面, 減小了天線(xiàn)的減小了天線(xiàn)的縱向尺寸縱向尺寸; 由于采用了副反射面由于采用了副反射面, 饋源可以安裝在拋物面頂點(diǎn)附近饋源可以安裝在拋物面頂點(diǎn)附近, 使饋源和接收機(jī)之間的傳輸線(xiàn)縮短使饋源和接收機(jī)之間的傳輸線(xiàn)縮短, 減小了傳輸線(xiàn)損耗所造減小了傳輸線(xiàn)損耗所造成的噪聲。成的噪聲。 卡塞格倫天線(xiàn)是由主反射面、副反射面和饋源三部分組卡塞格倫天線(xiàn)是由主反射面、副反射面和饋源三部分組成的。主反射面是由焦點(diǎn)在成的。主反射面是由焦點(diǎn)在F焦距的焦距的f拋物線(xiàn)繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而拋物線(xiàn)繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成成; 副反射面是由一個(gè)焦點(diǎn)在副反射面是由一個(gè)焦點(diǎn)在F1（稱(chēng)為虛焦點(diǎn)（稱(chēng)為虛焦點(diǎn), 與拋物面的與拋物面的焦點(diǎn)焦點(diǎn)F重合）重合）, 另一個(gè)焦點(diǎn)在另一個(gè)焦點(diǎn)在F2（稱(chēng)為實(shí)焦點(diǎn)（稱(chēng)為實(shí)焦點(diǎn), 在拋物面的頂在拋物面的頂點(diǎn)附近）的雙曲線(xiàn)繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成點(diǎn)附近）的雙曲線(xiàn)繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成, 主、主、 副面的焦軸重合副面的焦軸重合; 饋源通常采用喇叭饋源通常采用喇叭, 它的相位中心位于雙曲面的實(shí)焦點(diǎn)它的相位中心位于雙曲面的實(shí)焦點(diǎn)F2上上, 如圖如圖 所示。所示。 3、智能天線(xiàn)（、