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第六章

工程中常用的典型天线

6.5引向天线(八木天线)由一个有源振子，一个反射器和若干个引向器组成。一、结构优点：结构简单，架设方便且牢固，具有单一辐射特性缺点：波段范围较窄

二、引向天线工作原理八木天线本质是一个天线阵，通过对有源振子馈电，其余振子（反射器和引向器）靠与馈电振子之间的近场耦合产生感应电流形成激励，感应电流的大小取决于振子的长度及间距。通过调整各振子的长度及间距，可改变各振子之间的电流分配比，从而达到控制天线方向性的目的。无源振子的作用以二元振子为例进行分析。m为两振子电流的振幅比；ζ为两振子电流的相位差，二者均取决于振子的长度及其间距。

无源振子不同无源振子，不同阵元间距时的方向图：一般情况下，有源振子的长度为半波振子（考虑波长缩短效应，有源振子的长度为）。有源振子

工程上引向天线结构选择：由图可知，当无源振子与有源振子的间距d＜0.25λ时：若无源振子的长度l2长于有源振子的长度l1，则二元引向天线的最大辐射方向偏向有源振子所在的方向，此时无源振子具有反射有源振子辐射场的作用——反射器。若无源振子的长度l2短于有源振子的长度l1，则二元引向天线的最大辐射方向偏向无源振子所在方向，此时无源振子起引导有源振子辐射场的作用——引向器；无源振子与有源振子的间距取d=(0.15~0.23)λ；引向器长度取2l2=(0.42~0.46)λ；引向器长度取2l2=(0.50~0.55)λ；引向器数目一般不超过12。

La是引向天线的总长度；Kl是比例常数。主瓣宽度：方向系数与增益：引向天线特性参量

某六元引向天线及其方向图引向天线示意图；(b)E面方向图；(c)H面方向图；(d)三维方向图

一、结构通常有金属接地板（或接地网栅），由同轴线馈电，同轴线的内导体与螺旋线相接，外导体与接地板相连。螺旋天线的参数：螺旋直径d=2R；每圈的长度L螺距S；螺距角α；圈数N。螺旋天线

二、螺旋天线辐射特性法向辐射模式轴向辐射模式圆锥辐射模式螺旋天线辐射特性随螺旋尺寸不同而不同：1）当L较小（L0.5λ）时，其辐射主向与螺旋轴线垂直，称为法向辐射模式；2）当L=(0.8~1.3)λ时，天线的辐射主向沿螺旋轴线方向，称为轴向辐射模式；3）当L1.3λ时，天线辐射主向与螺线轴线成斜射角度，称为圆锥辐射模式。

三、轴向模螺旋天线当L=(0.8~1.3)λ时，天线上的电流近似呈行波分布，此时天线的辐射场呈圆极化,其最大辐射方向沿轴线方向。轴向最大辐射条件：螺旋天线可等效为N个相似元（平面圆环）组成的天线阵。由端射天线阵辐射条件，要使得最大辐射方向沿轴向，要求相邻阵元沿轴向的辐射场总相位差为0，即：波的空间传播相位常数行波电流相移常数

故：满足端射条件的阵函数为：添加标题01单击此处添加小标题方向系数：03单击此处添加小标题输入阻抗：05单击此处添加小标题螺旋天线的经验公式：02单击此处添加小标题半功率波瓣宽度：04

6.8移动通信天线移动通信基站天线要求：有足够的机械强度和稳定性采用垂直极化增益应尽可能高天线与馈线应良好地匹配目前,陆地移动通信使用的频段为150MHz(VHF)和450MHz、900MHz（UHF）、1800MHz。

并馈共轴阵列

手持机用天线要求：小巧和方便水平面方向图全向，垂直面方向图应为主向沿地表垂直极化

微带贴片天线由介质基片、接地板、辐射元组成辐射元可为矩形、圆和椭圆等形状优点：尺寸小、重量轻、价格低，便于获得圆极化，易于实现双频段和双极化缺点：一般工作频带窄以矩形微带天线为例分析其辐射原理。一、结构二、工作原理

介质基片接地板由微带传输线理论：1、由于hλ，场沿h方向均匀分布；2、近似认为场沿宽度w方向也没有变化；3、场分布仅在长度方向有变化。当l≈λ/2时：在辐射元两端电场近似可视作幅度相等，水平分量相位相同、垂直分量相位相反。故：微带天线的辐射可以等效为由两个等幅同相缝隙天线所组成的二元阵列。

四、微带天线馈电方式微带天线最大辐射方向：微带天线平面法线方向。微带阵列天线侧馈底馈

6.11口径面天线栅格抛物面天线单脉冲天线

一、基本口径面辐射源——惠更斯元的辐射1、惠更斯元定义口径面内尺寸远小于波长的一个平面可视作惠更斯元，其上的幅度和相位可视作均匀分布。它是二次辐射源。2、惠更斯元的辐射特性设平面口径上一个惠更斯元dS=dxdy,其上切向电场为Esx,切向磁场为Hsy。由等效原理，场分布可等效为相应的面电流和面磁流，故惠更斯元可视作电流元和磁流元叠加而成：

归一化方向函数为:两个方向上的辐射方向函数为:由电磁场相关理论，可得等效电流元和磁流