天线第十二讲-对数周期天线与平面超宽带天线.pdf

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1、天线Antennas第12讲对数周期天线与平面超宽带天线褚庆昕华南理工大学电子与信息学院天线与射频技术研究所qxchu@scut.edu.cnResearchInstituteofAntennas&RFTechniques2014/4/10SchoolofElectronic&InformationEngineering第12讲内容对数周期天线平面超宽带天线SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolof

2、Electronic&InformationEngineering12.1对数周期天线对数周期天线的结构对数周期天线（log-periodicantenna）的形式很多。最具代表性的是由对称振子组成的对数周期天线阵（log-periodicdipoleantenna，LPDA）。LPDA由N+1个并列的对称振子组成。SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolofElectronic&Informatio

3、nEngineering对称振子的长度沿线递增，且保持与顶点构成的角度不变lltannn122rr2nn1即，每一个振子的长度与到顶点的间距的比例保持常数llnn1rrnn1几何因子定义为相邻振子的长度比，显然也等于到顶点的距离比lrlSouthChinaUniversityofTechnologynn111n1nlrlnn1ResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolofElectronic&InformationEngineer

4、ing间距因子定义为相邻振子的间距与2倍较长振子的长度比dn2ln因为相邻振子的间距drrr(1)nnn1n且lll(1)1tannn1n22dd24nn1则4tan2LPNA的设计参数是顶角、几何因子和间距因子。三个参数中任意指定两个，就可以确定第三个。SouthChinaUniversityofTechnologylnllmin/max振子数为n11lnResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchool

5、ofElectronic&InformationEngineering天线的馈线从短振子的一端接入。且在相邻振子间作交叉馈电。天线最后的长振子馈电端口可以开路、接匹配负载或一段短路线（用SouthChinaUniversityofTechnology于调配）。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolofElectronic&InformationEngineering对数周期天线的宽带原理我们知道，在很宽频段内，天线的电长度l/如果保持不变，则必然为非频变天线

6、。对数周期天线满足llnn1/，如果工作波长也满足nn1/，或工作频率满足ffnn1/1/，则ll//n1n+1nn，满足非频变特性，这时lnffnn1ln+ln(1/)即，当工作频率的对数以ln(1/)作周期变化时，天线电性能保持不变，故名对数周期天线。SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolofElectronic&InformationEngineering

7、对数周期天线被激励时，各个振子对不同频率呈现不同的阻抗。长度远小于半波长的振子的输入阻抗呈现容性，振子上电流很小，对辐射场贡献很小。当振子的长度接近半波长时，振子谐振，输入阻抗为纯阻性，振子上电流很大，有效辐射，因此，这些振子构成的阵列形成有效辐射区，能量在辐射区消耗很大。而长度远大于半波长的振子区域几乎处于未激励状态，输入阻抗呈现感性，几乎没有辐射。因此，对数周期天线始终只是部分天线辐射。随着频率从低到高，辐射区从长振子区向短振子区SouthChinaUniversityofTechnology移动，反之亦然

8、。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolofElectronic&InformationEngineeringSouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesSchoolofElec