200705单极子天线的设计new

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1、现代天线设计常用单极子天线的设计与实例第五章常用单极子天线的设计与实例§5.1常用的单极子天线...........................................................................................................-2-§5.1.1单极子天线.......................................................................................

2、...................-2-§5.1.2单极子天线的辐射场和电特性...........................................................................-4-§5.1.3单极子天线的馈电方法.....................................................................................-11-§5.2宽频带平面单极子天线的设计..............

3、........................................................................-13-§5.2.1具有切角的平面单极子天线................................................................................-14-§5.2.2具有短路节加载的平面单极子天线........................................................

4、............-17-5.3总结....................................................................................................................................-22--1-现代天线设计常用单极子天线的设计与实例§5.1常用的单极子天线§5.1.1单极子天线单极子（Monopole）天线或称为直立天线是垂直于地面或导电平面架设的天线，已广泛应用于长、中、短波及超

5、短波波段。其基本原理结构如图5-1所示，其由长为h的直立振子和无限大地板组成。如前所述，地面的影响可用天线的镜像来代替，这样单极子天线就可等效为自由空间内臂长为2h的对称振子。当然，这样的等效仅对地面上的半空间等效，原因是地板以下没有辐射场。(a)单极子天线(b)上半空间等效天线图5.1单极子天线及其等效在长波波段，大地接近理想导电体，电磁能量主要以地波形式在地面和电离层低层所限制的空间内传播；在中波波段，距离较近时也是以地波形式传播。夜间，在距天线一定距离的环形区域中，同时存在强度大体上相近的天波和地波

6、，两者互相干扰从而产生严重的衰落现象。为了防止衰落，应设法降低高仰角(超过55度)的辐射。虽然短波以天波传播为主，但对于几十公里的近距离通信，仍主要采用地波传播的方式。在地波传播中，水平极化波的衰减远大于垂直极化波。因此，使用垂直天线是有利的。对于接近地面的超短波移动通信，要求沿地面方向产生最大辐射。一般情况下，也要采用产生垂直极化场的单极子天线。各波段使用的典型单极子天线示于图5-2中。-2-现代天线设计常用单极子天线的设计与实例图5-2各波段典型的单极子天线(a)T形，(b)伞形，(c)铁塔；(d)鞭

7、状形；(e)带辐射状金属地线的单极子天线在长、中波波段，单极子天线的主要问题是天线的高度往往受到限制。例如工作于波长为1000米的电台，天线架设高度100米，以波长衡量也仅为0.1λ，电尺寸是很小的。即使在短波波段，在移动通信中由于天线高度受到涵洞、桥梁等环境等本身结构的限制，也不能架设的太高。因为电长度小将引起下述问题：(1)辐射电阻小。与辐射电阻相比，损耗电阻较大。这样，天线的辐射效率就较低。(2)Q值高。天线的输入电阻小，但输入电抗很大，因此Q值高。也就是说，天线的谐振曲线很尖锐，工作频带很窄。(3

8、)易产生过压或烧毁现象。当输入功率一定时，由于输入电阻小而输入电抗高，使得天线的匹配电路-3-现代天线设计常用单极子天线的设计与实例的电流很大。这样，输入端电压U=I⋅X就很高，天线顶端的电压更高，这是in大功率电台必须注意的问题，使天线匹配电路易于产生过压现象。上述问题在长、中波波段都需要考虑。在短波波段，由于工作频率较高，虽然相对带宽（2∆f/f）不大，但仍可得到较宽的绝对通频带(∆f)。加之距离近、0所用电台功率均较小，