【正文】 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 。 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 ） 。 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 。 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 。圖 4―4―10 ～ 4―4―13 給出了幾種常見的結(jié)構(gòu)形式。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。振子用軟導(dǎo)線制成。 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 。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 。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 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 。 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 。 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 。 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 。 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 。 它們的關(guān)系示于圖 4― 4― 5?？偟膩砜矗?τ越大，輻射區(qū)的振子數(shù)越多，天線的方向性越強，方向圖的半功率角就越小。 這是合理的 ， 因為單個振子在 H面內(nèi)沒有方向性而在 E面卻有一定的方向性 。 第 4章 非頻變天線 而在本圖中設(shè)計時多加了一個最短振子，其尺寸為，在 f=650MHz時，相當(dāng)于L/λ=，仍基本滿足 650MHz時對輻射區(qū)的要求，所以其方向圖只比頻率為 600MHz時稍差一點。 圖中給出了頻率分別為 200、 400、 600MHz時的 E面和 H面方向圖 ， 實線為 E面方向圖 ， 虛線為 H面方向圖 。1第 4章 非頻變天線 圖 4―4―4 LPDA的方向圖、增益和輸入阻抗 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―4 LPDA的方向圖、增益和輸入阻抗 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―4 LPDA的方向圖、增益和輸入阻抗 第 4章 非頻變天線 由前面的分析可知對數(shù)周期振子陣天線為端射式天線 ， 最大輻射方向為沿著集合線從最長振子指向最短振子的方向 。240176。300176。30176。90176。150176。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―4 LPDA的方向圖、增益和輸入阻抗 0176。 第 4章 非頻變天線 圖 4― 4― 4給出了圖 4― 4― 2所示的對數(shù)周期振子陣天線在不同頻率上的方向圖 ， 增益 G和輸入阻抗 Zin。 如果再加上集合線終端所接的短路支節(jié)長度的適當(dāng)調(diào)整 ， 就可以使集合線上的反射波成分降到最低程度 ， 于是可以近似地認為集合線上載行波 。 第 4章 非頻變天線 輻射區(qū)是集合線的主要負載 ， 由集合線送來的高頻能量幾乎被輻射區(qū)的振子全部吸收 ， 并轉(zhuǎn)向空間輻射 。 第 4章 非頻變天線 圖 4―4―3 輻射區(qū)的工作原理 abcdadb＋ －－ ＋＋UaIaUc I cUa′Uc′UbIb?a?c?a?c( a ) ( b )第 4章 非頻變天線 對數(shù)周期振子陣天線的電特性 對數(shù)周期振子陣天線的輸入阻抗是指它在饋電點（ 集合線始端 ） 所呈現(xiàn)的阻抗 。 輻射區(qū)內(nèi)的振子數(shù)越多 ， 天線的方向性就越強 ， 增益也會越高 。 這個區(qū)域的振子數(shù) Na原則上由幾何參數(shù) τ和 σ決定 ， 通?？梢酝ㄟ^經(jīng)驗公式 21l g ( / )1lgaKKN???（ 4―4―8 ） 第 4章 非頻變天線 近似確定 。 由于振子的激勵電流很小 ， 對外輻射自然也很弱 。 11()nnff?? ?第 4章 非頻變天線 在 “ 傳輸區(qū) ” ， 各對稱振子的電長度很短 ， 振子的輸入阻抗 （ 容抗 ） 很大 ， 因而激勵電流很小 ， 所以它們的輻射很弱 ， 主要起傳輸線的作用 。 根據(jù)對數(shù)周期振子陣天線上各部分對稱振子的工作情況 ， 人們把整個天線分成三個工作區(qū)域：除 “ 輻射區(qū) ” 以外 ， 從電源到輻射區(qū)之間的一段 ， 稱為 “ 傳輸區(qū) ” ； “ 輻射區(qū) ” 以后的部分為 “ 非激勵區(qū) ” ， 又稱 “ 非諧振區(qū) ” 。 但是大量實驗證實 ， 只要設(shè)計得當(dāng) ， 即便比例因子 τ值不是非常接近于 1， 也能使該頻率之間的天線電性能與 fn或 fn+1時的相當(dāng)接近 。該圖說明在不同頻率時確實有相應(yīng)的部分振子得到較強的激勵，超過該區(qū)域以后的較長振子的激勵電流很快地受到 “ 截斷 ” 。