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1、8.1对称振子天线8.2阵列天线8.3直立振子天线与水平振子天线8.4引向天线与电视天线8.5移动通信基站天线8.6螺旋天线8.7行波天线8.8宽频带天线8.9缝隙天线8.10微带天线8.11智能天线第8章线天线返回主目录第8章线天线8.1对称振子天线对称振子天线是由两根粗细和长度都相同的导线构成,中间为两个馈电端，如图8-1所示。这是一种应用广泛且结构简单的基本线天线。假如天线上的电流分布是已知的,则由电基本振子的辐射场沿整个导线积分，便得对称振子天线的辐射场。然而,即使振子是由理想导体构成,要精确求解这种几何结构简单、直径为有限值的天线上的电流分布仍然是很困难的。
2、实际上,细振子天线可看成是开路传输线逐渐张开而成,如图8-2所示。当导线无限细时（h/a→∞,a为导线半径）,张开导线如图8-2(c)所示,其电流分布与开路传输线上的一致。图8-1细振子的辐射图8–2开路传输线与对称振子令振子沿z轴放置（图8-1）,其上的电流分布为I(z)=Imsinβ(h-
3、z
4、)………………………..(第一章开路线的结论)式中,β为相移常数,β=k=在距中心点为z处取电流元段dz,则它对远区场的贡献为选取振子的中心与球坐标系的原点重合,上式中的r′与从原点算起的r稍有不同。在远区,由于r>>h,参照图8-1,则r′与r的关系为(对分子)…….(见6-
5、2-5式)在分母上近似,则细振子天线的辐射场为式中,
6、F(θ)
7、是对称振子的E面方向函数,它描述了归一化远区场
8、Eθ
9、随θ角的变化情况。图8-3分别画出了四种不同电长度（相对于工作波长的长度）:和2的对称振子天线的归一化E面方向图,其中和的对称振子分别为半波对称振子和全波对称振子,最常用的是半波对称振子。由方向图可见,当电长度趋近于3/2时,天线的最大辐射方向将偏离90°,而当电长度趋近于2时,在θ=90°平面内就没有辐射了。由于
10、F(θ)
11、不依赖于φ,所以H面的方向图为圆。根据式（6-3-7）,对称振子的辐射功率为超级链接:对称振子方向图随L的变化三维图超级链接:二维图化简后
12、得将式（8-1-6）代入式（6-3-11）得对称振子的辐射电阻为图8-4给出了对称振子的辐射电阻RΣ随其臂的电长度h/λ的变化曲线。…….(见6-3-7式)图8-4对称振子的辐射电阻与h/λ的关系曲线1.半波振子的辐射电阻及方向性半波振子广泛地应用于短波和超短波波段,它既可作为独立天线使用,也可作为天线阵的阵元。在微波波段,还可用作抛物面天线的馈源（这将在第9章介绍）。将βh=2πh/λ=π/2代入式（8-1-5）即得半波振子的E面方向图函数为该函数在θ=90°处具有最大值（为1）,而在θ=0°与θ=180°处为零,相应的方向图如图8-3所示。将上式代入式（8-1-7）得半
13、波振子的辐射电阻为:RΣ=73.1(Ω)(与75欧同轴线几乎匹配)将F（θ）代入式（6-3-8）得半波振子的方向系数:D=1.64(8-1-11)方向图的主瓣宽度等于方程:（0°＜θ＜180°的两个解之间的夹角）由此可得其主瓣宽度为78°。因而,半波振子的方向性比电基本振子的方向性（方向系数1.5,主瓣宽度为90°）稍强一些。*2.振子天线的输入阻抗前面讲过对称振子天线可看作是由开路传输线张开180°后构成。因此可借助传输线的阻抗公式来计算对称振子的输入阻抗,但必须作如下两点修正。1)特性阻抗由传输线理论知,均匀双导线传输线的特性阻抗沿线不变,在式（1-1-16）中
14、取εr=1，则有式中,D为两导线间距；a为导线半径。而对称振子两臂上对应元之间的距离是可调的（如图8-5）,设对应元之间的距离为2z,则对称振子在z处的特性阻抗为图8–5对称振子特性阻抗的计算式中,a为对称振子的半径。将Z0(z)沿z轴取平均值即得对称振子的平均特性阻抗:式中,2δ为对称振子馈电端的间隙。可见,随h/a变化而变化,在h一定时,a越大,则越小。2)对称振子上的输入阻抗双线传输线几乎没有辐射,而对称振子是一种辐射器,它相当于具有损耗的传输线。根据传输线理论,长度为h的有耗线的输入阻抗为式中,Z0为有耗线的特性阻抗,以式（8-1-14）的0来计算;α和β
15、分别为对称振子上等效衰减常数和相移常数。8.2阵列天线1.二元阵的辐射场设天线阵是由间距为d并沿x轴排列的两个相同的天线元所组成,如图下图所示。假设天线元的电流振幅相等,但天线元2的电流相位超前天线元1的角度为ζ,它们的远区电场是沿θ方向的,于是有：多个天线按一定方式排列所构成的系统称为天线阵,分为直线阵(超级链接)、平面阵（超级链接）、立体阵和园环阵（超级链接）等。目前该技术的最新应用：3G移动通信上的智能天线和相控阵天线。和（超级链接---希腊字母表）图8-8二元阵的辐射yxoy面投
