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電銷防封線路
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文章分析了一種單極鞭狀天線的工作原理、設(shè)計(jì)方法,并給出了模型天線。針對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),結(jié)果顯示天線工作頻率在334~346MHz,中心頻率為340MHz,在整個(gè)頻帶內(nèi)駐波系數(shù)小于2,增益較為穩(wěn)定,均值達(dá)到2.2dBi。這種天線體積小,重量輕,方便攜帶,重復(fù)性和一致性較好。
【關(guān)鍵詞】單極鞭狀天線 電性能 駐波系數(shù) 方向圖
1 引言
鞭狀天線由于尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊而在當(dāng)今各類通信設(shè)備中被廣泛應(yīng)用,其研究設(shè)計(jì)也因此受到廣泛關(guān)注。各種地面電臺(tái)及車(chē)載電臺(tái)配用了形式多樣的鞭狀天線,在艦船上也常看到林立的鞭狀天線。由于鞭狀天線在物理尺寸上仍是小天線,尤其是HF頻段低端,電阻小、電抗大,匹配困難,因此大多數(shù)鞭狀天線應(yīng)用在窄帶工作狀態(tài),帶寬大約在5%~10%左右[1]。單極鞭狀天線屬于鞭狀類里結(jié)構(gòu)頗為簡(jiǎn)單的一種,適合于車(chē)載等便攜工作方式,體積小,輻射效率高,架設(shè)方便。
2 理論分析
本文設(shè)計(jì)的鞭狀天線結(jié)構(gòu)采用長(zhǎng)度為1/2波長(zhǎng)的單極子。單極天線是偶極子天線的一半,這種天線幾乎總是高于安裝地平面,其基本原理結(jié)構(gòu)如圖1所示,由長(zhǎng)為h的直立振子和無(wú)限大的地板組成。地面的影響可用天線的鏡像來(lái)代替,這樣單極子天線就可等效為自由空間內(nèi)臂長(zhǎng)為2h的對(duì)稱振子。當(dāng)然,這樣的等效僅對(duì)地面上的半空間等效,原因是地板以下沒(méi)有輻射場(chǎng)[2]。
2.1 輻射場(chǎng)與方向圖
架設(shè)在無(wú)限大理想導(dǎo)電平面上的單極接地天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng),可直接應(yīng)用自由空間對(duì)稱振子的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算[3]:
· (1)
式中Im為波腹電流。將Im=I0/sinβl,θ=90°-Δ,l=h,(I0為輸入電流,Δ仰角,h為單極子天線的高度)。代入上式,得:
·
?。?)
由F(Δ)可知,水平面的方向圖是一個(gè)圓,即在方位面內(nèi)是全向性的。垂直平面的方向圖如圖2所示。當(dāng)h逐漸增大時(shí),波形變尖;當(dāng)h>0.5λ時(shí),出現(xiàn)副辨;在h=0.625λ時(shí),副瓣最大值發(fā)生在Δ=60°方向上;繼續(xù)加大h,由于天線上反相電流的作用,沿Δ=0°方向上的輻射減弱。為此,h應(yīng)限制在0.625λ之內(nèi)。在中波波段,為了抗衰落,要求盡可能降低超過(guò)55°的高仰角方向上的輻射,為此,h應(yīng)盡可能大一些。一般情況下,h=0.53λ左右較為適宜。