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40种不行不读天线常识

天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。天线总输入功率的比值,称该天线的最大

  天线是一种改换器,它把传输线上传达的导行波,改换成在无界前言(一般是自在空间)中传达的电磁波,或许进行相反的改换。在无线电设备顶用来发射或接纳电磁波的部件。

  天线总输入功率的比值,称该天线的最大增益系数。它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有用运用程度。并用分贝数表明。能够用数学推证,天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线功率的乘积。

  天线的创造

  天线是由俄国科学家波波夫创造的。

  1888年,29岁的波波夫得知德国出名物理学家赫兹发现电磁波的音讯后,这位从前立志推行电灯的年青科学家对朋友们说:“我用一生的精力去设备电灯,关于宽广的俄罗斯来说,只不过照亮了很小的一角:假设我能指挥磁波,那就能够飞越整个国际!”

  所以,他静心研讨,向新的方针发起了冲击。

  1894年,波波夫制成了一台无线电接纳机。这台接纳机的中心部分用的是改进了的金属屑检波器,波波夫选用电铃作终端显现,电铃的小锤能够把检波器里的金属屑震松。电铃用一个电磁继电器带动,当金属屑检波器检测到电磁波时,继电器接通电源,电铃就响起来。

  有一次,波波夫在实验中发现,接纳机检测电波的距离忽然比平常增大了许多。

  “这是怎么回事呢?”波波夫查来查去,一向找不出原因。

  一天,波波夫无意之中发现一根导线搭在金属屑检波器上。他把导线拿开,电铃便不响了;他把实验距离缩小到本来那么近,电铃又响了起来。

  波波夫喜不自禁,急速把导线接到金属屑检波器的一头,并把检波器的另一头接上。通过再次实验,结果表明运用天线后,信号传递距离剧增。

  无线电天线由此而面世。

  天线分类:

  1、按作业性质可分为 发射天线和接纳天线;

  2、按用处可分为 通讯天线、 播送天线、电视天线、 雷达天线等;

  3、按方向性可分为 全向天线和 定向天线等;

  4、按作业波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、 短波天线、 超短波天线、 微波天线等;

  5、按结构方法和作业原理可分为线天线和面天线等。描绘天线的特性参量有 方向图、 方向性系数、增益、输入阻抗、辐射功率、极化和频宽;

  6、按维数来分能够分红两品种型:一维天线和二维天线。

  一维天线:由许多电线组成,这些电线或许像手机上用到的直线,或许是一些灵活的形状,就像呈现电缆之前在电视机上运用的老兔子耳朵。单极和双极天线是两种最基本的一维天线。

  二维天线:改动多样,有片状(一块正方形金属)、阵列状(安排好的二维方法的一束片)、喇叭状、碟状。

  7、天线依据 运用场合的不同能够分为:手持台天线、车载天线、基地天线三大类。

  手持台天线:便是个人运用 手持对讲机的天线,常见的有橡胶天线和拉杆天线两大类。

  车载天线:是指原规划设备在车辆上通讯天线,最常见运用最遍及的是吸 盘天线。车载天线结构上也有缩短型、四分之一波长、中部加感型、八分之五波长、双二分之一波长等方法的天线。

  基地台天线:在整个通讯体系中具有非常要害的效果,尤其是作为通讯纽带的通讯台站。常用的基地台天线有玻璃钢高增益天线、四环阵天线(八环阵天线)、定向天线。

  一些目标:

  天线功率

  它是指天线辐射出去的功率(即有用地转化电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。是恒小于1的数值。

  天线极化波

  电磁波在空间传达时,若电场矢量的方向坚持固定或按必定规则旋转,这种电磁波便叫极化波,又称天线极化波,或偏振波。一般可分为平面极化(包含水平极化和笔直极化)、圆极化和椭圆极化。

  极化方向

  极化电磁波的电场方向称为极化方向。

  极化面

  极化电磁波的极化方向与传达方向所构成的平面称为极化面。

  笔直极化

  无线电波的极化,常以大地作为规范面。但凡极化面与大地法线面(笔直面)平行的极化波称为笔直极化波。其电场方向与大地笔直。

  水平极化

  但凡极化面与大地法线面笔直的极化波称为水平极化波。其电场方向与大地相平行。

  平面极化

  假如电磁波的极化方向坚持在固定的方向上,称为平面极化,也称线极化。在电场平行于大地的重量(水平重量)和笔直于大地外表的重量,其空间振幅具有恣意的相对巨细,能够得到平面极化。笔直极化和水平极化都是平面极化的特例。

  圆极化

  当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360°周期的改动,即电场巨细不变,方向随时刻改动,电场矢量结尾的轨道在笔直于传达方向的平面上投影是一个圆时,称为圆极化。在电场的水平重量和笔直重量振幅持平,相位相差90°或270°时,能够得到圆极化。圆极化,若极化面随时刻旋转并与电磁波传达方向成右螺旋联系,称右圆极化;反之,若成左螺旋联系,称左圆极化。

  椭圆极化

  若无线电波极化面与大地法线面之间的夹角从0~2π周期地改动,且电场矢量结尾的轨道在笔直于传达方向的平面上投影是一个椭圆时,称为椭圆极化。当电场笔直重量和水平重量的振幅和相位具有恣意值时(两重量持平时破例),均可得到椭圆极化。

  天线介绍:

  长波天线、中波天线

  是作业于长涉及中波波段的发射天线或接纳天线的总称。长、中波是以地波和天波传达的,而天波则接连反射于电离层和大地之间。依据此传达特性,长、中波天线应能产生笔直极化的电波。在长、中波天线中,运用较广的的有笔直型、倒L型、T型、伞型笔直接地天线。长、中波天线应有杰出的地网。长、中波天线存在着许多技术上的问题,如有用高度小、辐射电阻小、功率低、通频带窄、方向性系数小等。为了处理这些问题,天线结构往往非常杂乱,非常巨大。

  短波天线

  作业于短波波段的发射或接纳天线,总称为短波天线。短波首要是借助于电离层反射的天波传达的,是现代远距离无线电通讯的重要手法之一。短波天线方法许多,其间运用最多的有对称天线、同相水平天线、倍波天线、角型天线、V型天线、菱形天线、鱼骨形天线等。和长波天线比较,短波天线的有用高度大,辐射电阻大,功率高,方向性杰出,增益高,通频带宽。

  超短波天线

  作业于超短波波段的发射和接纳天线称为超短波天线。超短波首要靠空间波传达。这种天线的方法许多,其间运用最多的有八木天线、盘锥形天线、双锥形天线、“蝙蝠翼”电视发射天线等 。

  微波天线

  作业于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接纳天线,总称为微波天线。微波首要靠空间波传达,为增大通讯距离,天线架起较高。在微波天线中,运用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。

  定向天线

  定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接纳电磁波特别强,而在其它的方向上发射及接纳电磁波则为零或极小的一种天线。选用定向发射天线的意图是添加辐射功率的有用运用率,添加保密性;选用定向接纳天线的首要意图是添加抗干扰才能。

  不定向天线

  在各个方向上均匀辐射或接纳电磁波的天线,称为不定向天线,如小型通讯机用的鞭状天线等。

  宽频带天线

  方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内简直坚持不变的天线,称为宽频带天线。前期的宽频带天线有菱形天线、V形天线、倍波天线、盘锥形天线等,新的宽频带天线有对数周期天线等。

  调谐天线

  仅在一个很窄的频带内才具有预订方向性的天线,称为调谐天线或称调谐的定向天线。一般,调谐天线仅在它的调谐频率邻近5%的波段内,其方向性才坚持不变,而在其它频率上,方向性改动非常凶猛,以致使通讯遭到损坏。调谐天线不适于频率多变的短波通讯。同相水平天线、折合天线、曲折天线等均归于调谐天线。

  笔直天线

  笔直天线是指与地上笔直放置的天线。它有对称与不对称两种方法,而后者运用较广。对称笔直天线常常是中心馈电的。不对称笔直天线则在天线底端与地上之间馈电,其最大辐射方向在高度小于1/2波长的情况下,会集在地上方向,故适应于播送。不对称笔直天线又称笔直接地天线。

  倒L天线

  在单根水平导线的一端衔接一根笔直引下线而构成的天线。因其形状象英文字母L倒过来,故称倒L形天线。俄文字母的Γ字正好是英文字母L的倒写。故称Γ型天线更便利。它是笔直接地天线的一种方法。为了进步天线的功率,它的水平部分可用几根导线排在同一水平面上组成,这部分产生的辐射可疏忽,产生辐射的是笔直部分。 倒L天线一般用于长波通讯。它的长处是结构简略、架起便利;缺陷是占地上积大、耐久性差。

  T形天线

  在水平导线的中心,接上一根笔直引下线,形状象英文字母T,故称T形天线。它是最常见的一种笔直接地的天线。它的水平部分辐射可疏忽,产生辐射的是笔直部分。为了进步功率,水平部分也可用多根导线组成。T形天线的特色与倒L形天线相同。它一般用于长波和中波通讯。

  伞形天线

  在单根笔直导线的顶部,向各个方向引下几根歪斜的导体,这样构成的天线形状象打开的雨伞,故称伞形天线。它也是笔直接地天线的一种方法。其特色和用处与倒L形、T形天线相同。

  鞭状天线

  鞭状天线是一种可曲折的笔直杆状天线,其长度一般为1/4或1/2波长。大多数鞭状天线都不用地线而用地网。小型鞭状天线常运用小型电台的金属外壳作地网。有时为了增大鞭状天线的有用高度,可在鞭状天线的顶端加一些不大的辐状叶片或在鞭状天线的中端加电感等。鞭状天线可用于小型通讯机、步谈机、轿车收音机等。

  对称天线

  两部分长度持平而中心断开并接以馈电的导线,可用作发射和接纳天线,这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子,所以对称天线又名对称振子,或偶极天线。总长度为半个波长的对称振子,叫做半波振子,也叫做半波偶极天线。它是最基本的单元天线,用得也最广泛,许多杂乱天线是由它组成的。半波振子结构简略,馈电便利,在近距离通讯中运用较多。

  笼形天线

  是一种宽波段弱定向天线。它是把几根导线围成的空心圆柱体替代对称天线中的单导线辐射体而成的,因其辐射体呈笼形,故称笼形天线。笼形天线的作业波段宽,易于调谐。它适应于近距离的干线通讯。

  角形天线

  归于对称天线的一类,但它的两臂不摆放在一条直线上,而成90°或120°角,故称角形天线。这种天线一般是水平设备的,它的方向性是不明显的。为了得到宽波段特性,角形天线的双臂也可选用笼形结构,称角笼形天线。

  折合天线

  将振子弯折成互相平行的对称天线称为折合天线。有双线折合天线、三线折合天线及多线折合天线几种方法,弯折时,应使各线上各对应点的电流同相,从远处看,整个天线好像一对称天线。但折合天线与对称天线比较,辐射增强。输入阻抗增大,便于与馈线耦合。折合天线是一种调谐天线,作业频率较窄。它在短波和超短波波段取得广泛运用。

  V形天线

  是由互相成一视点的两条导线组成,形状象英文字母V的一种天线。它的终端能够开路,也能够接有电阻,其电阻的巨细等于天线的特性阻抗。V形天线具有单向性,最大发射方向在分角线方向的笔直平面内。它的缺陷是功率低、占地上积大。

  菱形天线

  是一种宽频带天线。它由一个水平的菱形悬挂在四根支柱上构成,菱形的一只锐角接在馈线上,另一只锐角接一与菱形天线特性阻抗持平的终端电阻。在指向终端电阻方向的笔直平面内,具有单向性。

  菱形天线的长处是增益高、方向性强、运用波段宽、易于架起和保护;缺陷是占地上积大。菱形天线通过变形之后,又有双菱形天线、回授式菱形天线及折式菱形天线三种方法。菱形天线一般用于大中型短波收信电台。

  盘锥形天线

  是一种超短波天线。顶部为一圆盘(即辐射体),由同轴线的心线馈电,下面为一圆锥,接同轴线的外导体。圆锥的效果与无限大的地上类似,改动圆锥的歪斜视点,就能改动天线的最大辐射方向。它有极宽的频带。

  鱼骨形天线

  鱼骨形天线又名边射天线,是一种专用短波接纳天线。由在两根调集线上每隔必定距离衔接一个对称振子组成,这些对称振子都是通过一很小的电容器接到调集线上的。在调集线的结尾,即对着通讯方向的一端,接上一个与调集线特性阻抗持平的电阻,另一端则通过馈线接到接纳机上。与菱形天线相比较,鱼骨形天线的长处是副瓣小(也便是主瓣方向接纳才能强,在其它方向接纳较弱),各天线之间互相影响小,占地较小;缺陷是功率低,设备和运用均较杂乱。

  八木天线

  又名引向天线。它有几根金属棒组成,其间一根是辐射器,辐射器后边一根较长的为反射器,前面数根较短的是引向器。辐射器一般用折迭式半波振子。天线最大辐射方向与引向器的指向相同。八木天线的长处是结构简略、简便巩固、馈电便利;缺陷频带窄、抗干扰性差。在超短波通讯和雷达中运用。

  扇形天线

  它有金属板式和金属导线式两种方法。其间,是扇形金属板式,是扇形金属导线式。这种天线因为加大了天线断面积,所以加宽了天线频带。线式扇形天线能够用三根、四根或五根金属导线。扇形天线用于超短波接纳。

  双锥形天线

  双锥形天线由两个锥顶相对的圆锥体组成,在锥顶馈电。圆锥能够用金属面、金属线或金属网构成。正象笼形天线相同,因为天线的断面积增大,天线频带也随之加宽。双锥形天线首要用于超短波接纳。

  抛物面天线

  抛物面天线是一种定向微波天线,由抛物面反射器和辐射器组成,辐射器装在抛物面反射器的焦点或焦轴上。辐射器宣布的电磁波通过抛物面的反射,构成方向性很强的波束。

  抛物面反射器由导电性很好的金属做成,首要有以下四种方法:旋转抛物面、柱形抛物面、割截旋转抛物面及椭圆形边际抛物面,最常用的是旋转抛物面和柱形抛物面。辐射器一般选用半波振子、开口波导、开槽波导等。

  抛物面天线具有结构简略、方向性强、作业频带较宽等长处。缺陷是:因为辐射器坐落抛物面反射器的电场中,因此反射器对辐射器的反效果大,天线与馈线很难得到杰出匹配;反面辐射较大;防护度较差;制作精度高。在微波中继通讯、对流层散射通讯、雷达及电视中广泛运用这种天线。

  喇叭抛物面天线

  喇叭抛物面天线由喇叭和抛物面两部分组成。抛物面盖在喇叭上,而喇叭的极点坐落抛物面的焦点上。喇叭是辐射器,它向抛物面辐射电磁波,电磁波通过抛物面反射,聚集成窄波束发射出去。 喇叭抛物面天线的长处是:反射器对辐射器没有反效果,辐射器对反射电波没有遮挡效果,天线与馈电设备匹配较好;反面辐射小;防护度较高;作业频带非常宽;结构简略。喇叭抛物面天线在干线中继通讯顶用的很广泛。

  喇叭天线

  又称号角天线。它是由一段均匀波导和一段截面渐渐增大的喇叭状波导组成。喇叭天线有三种方法:扇形喇叭天线、角锥形喇叭天线及圆锥形喇叭天线。喇叭天线是最常用的微波天线之一,一般用作辐射器。其长处是作业频带宽;缺陷是体积较大,并且就同一口径来说,它的方向性不及抛物面天线尖利。

  喇叭透镜天线

  由喇叭及装在喇叭口径上的透镜组成,故称为喇叭透镜天线。透镜的原理拜见透镜天线,这种天线具有适当宽的作业频带,并且比抛物面天线具有更高的防护度,它在波道数较多的微波干线通讯顶用得很广泛。

  透镜天线

  在厘米波段,许多光学原理能够用于天线方面。在光学中,运用透镜能使放在透镜焦点上的点光源辐射出的球面波,通过透镜折射后变为平面波。透镜天线便是运用这一原理制作而成的。它由透镜和放在透镜焦点上的辐射器组成。透镜天线有介质减速透镜天线和金属加快透镜天线两种。透镜是用低损耗高频介质制成,中心厚,四周薄。从辐射源宣布的球面波通过介质透镜时遭到减速。所以球面波在透镜中心部分遭到减速的途径长,在四周部分遭到减速的途径短。因此,球面波通过透镜后就变成平面波,也便是说,辐射变成定向的。 透镜由许多块长度不同的金属板平行放置而成。金属板笔直于地上,愈接近中心的金属板愈短。电波在平行金属板

  中传达时遭到加快。从辐射源宣布的球面波通过金属透镜时,愈接近透镜边际,遭到加快的途径愈长,而在中心则遭到加快的途径就短。因此,通过金属透镜后的球面波就变成平面波。

  透镜天线具有下列长处:

  1、旁瓣和后瓣小,因此方向图较好;

  2、制作透镜的精度不高,因此制作比较便利。其缺陷是功率低,结构杂乱,价格昂贵。透镜天线用于微波中继通讯中。

  开槽天线

  在一块大的金属板上开一个或几个狭隘的槽,用同轴线或波导馈电,这样构成的天线叫做开槽天线,也称裂缝天线。为了得到单向辐射,金属板的后边制成空腔,开槽直接由波导馈电。开槽天线结构简略,没有凸出部分,因此特别适合在高速飞机上运用。它的缺陷是调谐困难。

  介质天线

  介质天线是一根用低损耗高频介质资料(一般用聚苯乙烯)作成的圆棒,它的一端用同轴线或波导馈电。2是同轴线的内导体的延伸部分,构成一个振子,用以激起电磁波;3是同轴线;4是金属套筒。套筒的效果除夹住介质棒外,更首要的是反射电磁波,然后确保由同轴线的内导体鼓励电磁波,并向介质棒的自在端传达。介质天线的长处是体积小,方向性尖利;缺陷是介质有损耗,因此功率不高。

  潜望镜天线

  在微波中继通讯中,天线往往安顿在很高的支架上,因此,给天线馈电就得用很长的馈线。馈线过长会产生许多困难,如结构杂乱,能量损耗大,因为在馈线接头处的能量反射而引起失真等。为了战胜这些困难,可选用一种潜望镜天线,潜望镜天线由安顿在地上上的下镜辐射器和设备在支架上的上镜反射器组成。下镜辐射器一般是抛物面天线,上镜反射器为金属平板。下镜辐射器向上发射电磁波,通过金属平板反射出去。潜望镜天线的长处是能量损耗小、失真小、功率高。首要用于容量不大的微波中继通讯中。

  螺旋天线

  是一种具有螺旋形状的天线。它由导电功能杰出的金属螺旋线组成,一般用同轴线馈电,同轴线的心线和螺旋线的一端相衔接,同轴线的外导体则和接地的金属网(或板)相衔接。螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关。当螺旋线的圆周长比一个波长小许多时,辐射最强的方向笔直于螺旋轴;当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时,最强辐射呈现在螺旋旋轴方向上。

  天线调谐器

  衔接发射机与天线的一种阻抗匹配网络,叫做天线调谐器。天线输入阻抗随频率而产生很大的改动,而发射机输出阻抗是必定的,若发射机与天线直接衔接,当发射机频率改动时,发射机与天线之间阻抗不匹配,就会下降辐射功率。运用天线调谐器,就能使发射机与天线之间阻抗匹配,然后使天线在任何频率上有最大的辐射功率。天线调谐器广泛用于地上、车载、舰载及航空短波电台中。

  对数周期天线

  是一种宽频带天线,或许说是一种与频率无关的天线。其间,是一种简略的对数周期天线,它的偶极子长度和距离契合下列联系:τ偶极子由一均匀双线传输线来馈电,传输线在相邻偶极子之间要互换方位。这种天线有一个特色:凡在f频率上具有的特性,在由τ?f给出的全部频率大将重复呈现,其间n为整数。这些频率画在对数尺上都是等距离的,而周期等于τ的对数。对数周期天线之称即由此而来。对数周期天线仅仅周期地重复辐射图和阻抗特性。可是这样结构的天线,若τ不是远小于1,则它的特性在一个周期内的改动是非常小的,因此基本上是与频率无关的。 对数周期天线品种许多,有对数周期偶极天线和单极天线、对数周期谐振V形天线、对数周期螺旋天线等方法,其间最遍及的是对数周期偶极天线。这些天线广泛地用于短涉及短波以上的波段。

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