非頻變天線ppt課件(2)-資料下載頁
2025-05-04 18:03本頁面
【正文】 4章 非頻變天線 對數(shù)周期振子陣天線的方向系數(shù)也與幾何參數(shù) τ和 σ有關(guān)。它們的關(guān)系示于圖 4―4―5 。該圖說明對應(yīng)于某一 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 ） 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(xiàn)，所以它的方向性不可能做到很強(qiáng)。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 圖 4―4―5 方向系數(shù) D與 τ和 σ的關(guān)系曲線 1 .0 0 .9 8 0 .9 6 0 .9 4 0 .9 2 0 .9 0 0 .8 8 0 .8 6 0 .8 4 0 .8 2 0 .8 0 0. 7 8比例因子 ?0 .0 60 .0 80 .1 00 .1 20 .1 40 .1 60 .1 80 .2 00 .2 2間隔因子?1 1 .51 1 d B1 0 .51 0 d B9 .59 d B8 .5 8 d B 7 .5最佳1 2 d B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： 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。 K1= （ 4―4―9 ） K2=++σ(+)（ 4―4―10 ） 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(xì)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， 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 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。 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。 圖 4―4―7 水平振子式短波對數(shù)周期天數(shù) 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。 第 4章 非頻變天線 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。 arcs i n 4 H???其原理可通過圖 4―4―8說明：當(dāng)工作頻率發(fā)生變化時，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， 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(yuǎn)的短波天波，工作于垂直極化。振子用軟導(dǎo)線制成。 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) (Log Periodic Toothed Trapezoid Planar Antenna)；圖 4―4―11 為梯形線齒結(jié)構(gòu) (Log Periodic Toothed Trapezoid Wire Antenna)； 圖 4―4―10 梯形片齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線 R1R2a圖 4―4―11 梯形線齒結(jié)構(gòu)對數(shù)周期天線 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―12 為三角形線齒結(jié)構(gòu) (Log Periodic Zig Zag 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(rèn)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―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(xiàn)，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
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