文档介绍：对称振子天线
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第8章线天线
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第8章线天线
对称振子天线
对称振子天线是由两根粗细和长度都相同的导线构成, 中间为两个馈电端, 如图 8 -1 所示。这是一种应用广泛且结构简单的基本线天线。假如天线上的电流分布是已知的, 则由电基本振子的辐射场沿整个导线积分,便得对称振子天线的辐射场。然而, 即使振子是由理想导体构成, 要精确求解这种几何结构简单、直径为有限值的天线上的电流分布仍然是很困难的。实际上, 细振子天线可看成是开路传输线逐渐张开而成, 如图 8 -2 所示。当导线无限细时(l/a→∞, a为导线半径), 张开导线如图 8 -2 (c)所示, 其电流分布与无耗开路传输
图 8- 1 细振子的辐射
图 8 – 2 开路传输线与对称振子
令振子沿z轴放置(图 8 - 1), 其上的电流分布为
I(z)=Imsinβ(h-|z|)
式中, β为相移常数, β=k= 在距中心点为z处取电流元段dz, 则它对远区场的贡献为
选取振子的中心与球坐标系的原点重合, 上式中的r′与从原点算起的r稍有不同。
在远区, 由于rh, 参照图 8 - 1, 则r′与r的关系为
r′=(r2+z2-2rzcosθ)1/2≈r-zcosθ
式(8 -1 -3)代入式(8 -1 -2), 同时令, 则细振子天线的辐射场为
式中,
|F(θ)|是对称振子的E面方向函数, 它描述了归一化远区场|Eθ|随θ角的变化情况。图 8 - 3 分别画出了四种不同电长度(相对于工作波长的长度): 和2的对称振子天线的归一化E面方向图, 其中和的对称振子分别为半波对称振子和全波对称振子, 最常用的是半波对称振子。由方向图可见, 当电长度趋近于3/2时, 天线的最大辐射方向将偏离90°, 而当电长度趋近于2时,在θ=90°平面内就没有辐射了。
 由于|F(θ)|不依赖于φ, 所以H面的方向图为圆。
根据式(6 -3 -7), 对称振子的辐射功率为
图 8 –3 对称振子天线的归一化E面方向图
化简后得
将式(8 -1 -6)代入式(6 -3 -10)得对称振子的辐射电阻为
图 8 - 4 给出了对称振子的辐射电阻RΣ随其臂的电长度h/λ的变化曲线。
图 8-4 对称振子的辐射电阻与h/λ的关系曲线