文档介绍：第8章线天线
第8章线天线
对称振子天线
阵列天线
直立振子天线与水平振子天线
引向天线与电视天线
移动通信基站天线
螺旋天线
行波天线
宽频带天线
缝隙天线
微带天线
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第8章线天线
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
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z

r′
h dz
r
z
Im
h
图 8- 1 细振子的辐射
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I
I I
~ ~ ~
(a)(b) (c)
图 8 – 2 开路传输线与对称振子
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令振子沿z轴放置(图 8 - 1), 其上的电流分布为
I(z)=Imsinβ(h-|z|)
2 w

式中, β为相移常数, β=k= 在距中心点为z处取电
0 c
流元段dz, 则它对远区场的贡献为
60 e jr
dE  j sin I sin (h  z ) dz
m r
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
2 1/2
r′=(r +z2-2rzcosθ) ≈r-zcosθ
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 1 1

式(8 -1 -3)代入式(8 -1 -2), 同时令 r r, 则细振子
天线的辐射场为

 j r 
I 60 e  h 
E  j m sin sin (h  z )e j z cos dz
r h
 jr
I 60 e h 
 j m 2sin sin (h  z)cos( z cos)dz
r 0
60I
 j m e jr F()
r
式中,
cos(h cos)  cos h
F() 
sin
第8章线天线
|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
2h 1 3
,1,
度(相对于工作波长的长度):  2 2 和2的对称振子
2h 1 2h
天线的归一化E面方向图, 其中和 1 的对称
 2 
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
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90° 1
120°°60 90°1
120°°60
150° 30° 30 °
150°
180° 0° 180° 0°
°
210 330° 210 ° 330 °
240 ° 300 ° 240° 300 °
270° 270°
1 3
……表示 2h/= 2 ……表示 2h/= 2
**表示2h/=1 **表示2h/=2
图 8 –3 对称振子天线的归一化E面方向图
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

2 2
2 2
r Emax
p F( ) sin d d
00
240 
2 2 2
r 60 I 2 2 
 m F( ) sin dd
240 r2 00

化简后得 2 2
15 2 
p Im F( ) sin d d
00
将式(8 -1 -6)代入式( 6 -3 -10)得对称振子的辐射电阻为

30 2 2 