北大天线理论课件：第三章典型线天线

第三章 线天线 线天线的尺寸都接近于工作波长的整数倍或半整数倍，也称谐振天线。由于其电特性对于频率的变化很敏感，因而大多为窄带天线。线天线形式有很多，本章主要介绍一些应用较为广泛的几种典型的线天线。 §1.水平对称天线（Horizontal Antenna） 1.1 双极天线 双极天线是水平架设的对称阵子天线，其结构简单，架设方便，易于维护，广泛用做短波天线，用于天波的传播。 1 .1 .1 双极天线的结构 水平架设于地面上的双极天线，由对称双臂、支架和绝缘子构成，结构如下图所示。两臂与地面平行，由单根或多股金属导线构成，导线的直径一般为mm6~3。两臂之间由绝缘子固定，并通过绝缘子与支架相连，支架距离阵子两端m3~2。支架的金属拉线每隔小于4的间距加入绝缘子，减小方向图失真。 1 .1 .2 双极天线的方向性 下图为一架设于地面上的双极天线，架设高度为H ，天线臂长为l 。坐标原点到观察点射线的仰角（与地面夹角）为 ，与 y 轴夹角 ，方位角 。 xyzP'PH图3.1 双极天线示意图OA 由图可以得到： sincoscos''OPOAOPOPOPOA 则有： 22sincos1sin 在分析水平天线的辐射场时，常将地面看成是理想导电地，地面对天线辐射性能的影响可用天线的负镜像来替代。双极天线的方向函数为对称阵子元函数和其负镜像阵函数的乘积，即为：  sinsin2sincos1cossincoscos,,221kHklklfffg 根据上式，可以画出双极天线的立体方向图。固定天线架设高度4H，改变双极天线的臂长得到的立体方向图见图 3.2（1）；固定双极天线的臂长，改变天线的架设高度得到的方向图如图 3.2（2）所示。 5.0l65.0l25.0l75.0l0.1l2.1l图3.2（1）方向图随臂长的变化 双极天线的方向特性的分析： （1） 垂直平面方向图 垂直平面是指垂直于地面并通过天线最大辐射方向的平面，即图3.1 中0的xoz 平面。 当0时，双极天线的方向函数变成：  sinsin2cos1kHklfv 25.0H5.0H75.0H0.1H25.1H75.1H图3.2（2）方向图随架高H的变化 将0代入双极天线的方向函数，可得  sinsin2cos1kHklfxoz 垂直平面的方向图如上图所示（4l）。 垂直面方向图特点： a) 阵元的方向图是圆，天线的方向图形状仅由地因子决定。 b) xozf只是H的函数，与l无关。...