【正文】 一 τ值 ， 間隔因子存在一個最佳值 σopt。 對數(shù)周期振子陣天線的效率也較高 ， 所以它的增益系數(shù)近似等于方向系數(shù) ， 即 G=ηD≈D （ 4― 4― 11） 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―5 方向系數(shù) D與 τ和 σ的關(guān)系曲線 2 0. 7 8比例因子 ?間隔因子?11dB10dB9dB 8dB 最佳12dB第 4章 非頻變天線 前面的分析表明 ， 在任何一個工作頻率上 ， 對數(shù)周期振子陣天線只有輻射區(qū)的部分振子對輻射起主要作用 ， 而并非所有振子都對輻射作重要貢獻 ， 所以它的方向性不可能做到很強 。 方向圖的波束寬度一般都是幾十度 ， 方向系數(shù)或天線增益也只有 10dB左右 ， 屬于中等增益天線范疇 。 第 4章 非頻變天線 和引向天線相似 ， 對數(shù)周期振子陣天線也是線極化天線 。 當(dāng)它的振子面水平架設(shè)時 ， 輻射或接收水平極化波；當(dāng)它的振子面垂直架設(shè)時 ， 輻射或接收垂直極化波 。 對數(shù)周期振子陣天線的輻射區(qū)對振子長度有一定要求 ， 所以它的工作帶寬將基本上由最長及最短振子尺寸限制 。 一般要求頻帶低端的最長振子長度 L1滿足： 第 4章 非頻變天線 L1=K1λL （ 4― 4― 12） 高端的最短振子長度 LN滿足： LN=K2λH （ 4― 4― 13） 式中 ,λL和 λH分別為最低及最高工作波長； K1和 K2分別由式 (4― 4― 9)及 (4― 4― 10)確定 。 第 4章 非頻變天線 對數(shù)周期振子陣天線的實際結(jié)構(gòu)與應(yīng)用 實際應(yīng)用于超短波的對數(shù)周期振子陣天線大都采用同軸電纜饋電 。 為了實現(xiàn)交叉饋電 ， 通常由兩根等粗細的金屬管構(gòu)成集合線 ， 讓同軸電纜從其中的一根穿入到饋電點以后 ， 將外導(dǎo)體焊在該金屬管上 ， 將內(nèi)導(dǎo)體引出來焊到另一根金屬管上 ， 振子的兩臂分別交替地焊在集合線的兩根金屬管上 ， 如圖 4― 4― 6所示 。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―6 超短波 LPDA的實際結(jié)構(gòu) 饋點振子同軸電纜穿入第 4章 非頻變天線 為了縮小對數(shù)周期振子陣天線的橫向尺寸 ， 可以對其中較長的幾個振子使用類似于鞭狀天線加感 、 加容的方法 。 對數(shù)周期振子陣天線在短波波段也得到了應(yīng)用。圖 4―4―7 為一種水平振子式短波對數(shù)周期天線(Horizontal Dipole Short Wave LPD)，它的陣面對地面傾斜 Ψ角，且短振子一端高度較低。這樣架設(shè)的好處是 ,當(dāng)頻率改變時能保持天線的電高度（ H/λ）近似不變，從而保持天線的最大輻射方向不變。其原理可通過圖4―4―8 說明：當(dāng)工作頻率發(fā)生變化時， 第 4章 非頻變天線 對數(shù)周期天線上的輻射區(qū)隨之移動 ， 頻率低時在高處 ，頻率高時向低處移 ， 因而天線輻射的 “ 相位中心 ” 高度隨之移動 。 若天線相位中心與 O的距離為 d， 則H=dsinΨ。 當(dāng)工作頻率升高時 ， λ減小 ， d值減小 ， H也隨之減小 ， 但因 d/λ保持不變 ,H/λ仍可保持不變 ， 保證其最大輻射仰角 保持不變 。 a r c si n 4 H???第 4章 非頻變天線 圖 4―4―7 水平振子式短波對數(shù)周期天數(shù) 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―8 水平振子式對數(shù)周期天線的架設(shè) 相位中心Hd?O第 4章 非頻變天線 圖 4―4―9 為一種垂直振子式短波對數(shù)周期天線(Vertical Dipole Short Wave LPD)，適用于傳播距離在1500km以遠的短波天波，工作于垂直極化。振子用軟導(dǎo)線制成。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―9 垂直極化短波對數(shù)周期短波天線 第 4章 非頻變天線 其它形式的對數(shù)周期天線 對數(shù)周期天線是一種頻帶很寬的天線。除了前面講過的對數(shù)周期振子陣天線以外，還有其它許多成功的形式。它們的基本特點是幾何結(jié)構(gòu)具有一定的比例，比例因子為 τ。圖 4―4―10 ～ 4―4―13 給出了幾種常見的結(jié)構(gòu)形式。圖 4―4―10 為梯形片齒結(jié)構(gòu) (LogPeriodic Toothed Trapezoid Planar Antenna)；圖4―4―11 為梯形線齒結(jié)構(gòu) (Log Periodic Toothed Trapezoid Wire Antenna)； 第 4章 非頻變天線 圖 4― 4― 12為三角形線齒結(jié)構(gòu) (Log Periodic ZigZag Wire Antenna)；圖 4― 4― 13為振子型結(jié)構(gòu) ， 其中圖 （ a） 為楔形 ， 圖 （ b） 為共面的對數(shù)周期振子陣天線 。 對于楔形結(jié)構(gòu) ， 天線的最大輻射方向為楔形尖所指的方向 。 振子型結(jié)構(gòu)可以認為是由片齒結(jié)構(gòu)演變而來：將圖 4― 4― 10的齒片寬度減小到接近于零 ， 就得到了圖 4― 4― 13所示的振子型結(jié)構(gòu) 。 再讓 2Ψ=0就得到了圖 4― 4― 13（ b） 所示的結(jié)構(gòu) ， 即前面討論過的對數(shù)周期振子陣天線 。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―10 梯形片齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線 ??R1R2第 4章 非頻變天線 圖 4―4―11 梯形線齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線 R1R2a第 4章 非頻變天線 圖 4―4―12 三角形線齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線 R1R2?第 4章 非頻變天線 圖 4―4―13 振子形結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線 第 4章 非頻變天線 所有對數(shù)周期天線都不是整個結(jié)構(gòu)同時對輻射作出貢獻 ， 因而實際上是犧牲了部分天線增益來換取天線的寬帶特性 。 正因為對數(shù)周期天線的方向圖較寬 ，增益不很高 ， 實際工作中除了單獨作天線使用之外 ，有時也利用它的寬帶特性作為反射面天線的饋源 （ 參看反射面天線有關(guān)內(nèi)容 ） 。 表 4― 4― 3給出了梯形線齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線的一些電特性 ， 可供參考 。 第 4章 非頻變天線 表 4―4―3 梯形線齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線的電性能