Schwarzbeck 环形天线总览

天线发展史最早的发射天线是H.R赫兹在1887年为了验证J.C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存在电磁波的预言而设计的。

它是两个约为30厘米长、位于一直线上的金属杆，其远离的两端分别与两个约40厘米2的正方形金属板相连接，靠近的两端分别连接两个金属球并接到一个感应线圈的两端，利用金属球之间的火花放电来产生振荡。

当时，赫兹用的接收天线是单圈金属方形环状天线，根据方环端点之间空隙出现火花来指示收到了信号。

G.马可尼是第一个采用大型天线实现远洋通信的，所用的发射天线由30根下垂铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。

这是人类真正付之实用的第一副天线。

自从这副天线产生以后，天线的发展大致分为四个历史时期.①线天线时期:在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，传播中衰减越小。

因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000米以上。

在这一波段中，显然水平天线是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向相反，天线辐射很小。

此外，它所产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。

因此，在这一时期应用的是各种不对称天线，如倒L形、T形、伞形天线等。

由于高度受到结构上的限制，这些天线的尺寸比波长小很多，因而是属于电小天线的范畴。

后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离，A.E.肯内利和0.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟了短波波段和中波波段领域。

这时，天线尺寸可以与波长相比拟，促进了天线的顺利发展。

这一时期除抗衰落的塔式广播天线外，还设计出各种水平天线和各种天线阵，采用的典型天线有：偶极天线（见对称天线）、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线（见八木-宇田天线）、菱形天线和鱼骨形天线等。

这些天线比初期的长波天线有较高的增益、较强的方向性和较宽的频带，后来一直得到使用并经过不断改进。

在这一时期，天线的理论工作也得到了发展。

H.C.波克林顿在1897年建立了线天线的积分方程，证明了细线天线上的电流近似正弦分布。

环形天线环形天线是由环形金属丝，环形管，或由其两端连接到一个平衡传输线电导体组成的无线电天线。

根据这个物理的描述可以定义两个截然不同的天线设计：尺寸远比波长小的小环和圆周约等于波长的谐振回路天线。

电小环的效率很低，主要在低频范围内用作接收天线。

除汽车收音机，几乎所有的调幅广播接收机都有这样一个建立在其内部或直接相连的天线。

这些天线也可用于无线电定向。

学术上的小环，或称为一个磁环，其圆周应低于波长的十分之一，这样可以确保一个恒定的电流分在圆环上。

，随着频率和天线尺寸的增加，电流中将会产生驻波，天线将会有折叠偶极子天线或自谐振环形天线的一些特点。

自谐振环形天线尺寸较大。

他们通常被用在更高的频率，特别是VHF和UHF。

他们可以看作是具有折叠偶极子的形式和特点。

自谐振回路天线辐射效率很高，类似偶极天线。

相似和不相似的设备虽然环形大多都是圆圈的形式，但是将它扭曲成其他不同的闭合的形状并不会定性地改变它的特征。

例如，方形字体天线普遍在业余无线电中，它包括一个方形的共振圈(通常还有另外的寄生元件)，使它可以在绝缘体之间通过导线连接起来。

自谐振环形天线最重要的特点——谐振频率，取决于圈的圆周。

然而，电小环天线的主要特性取决于圆环围成的面积。

对于一个给定面积的圆环，导体的长度将由于圆环的原因减到最小，所以做小环的那形状最宜。

虽然它们在表面上有相似的外貌，然而所谓的光晕天线严格的来说不是环天线，因为它在导体馈电的对面有一个断点。

它的特性是不同于的这里描述的任一类的环形天线。

谐振环形天线大多自谐振环形天线能被看见作为被改成圆环形的折合偶极天线(或正方形等等)。

这个环天线的圆周大约等于一个整波长(然而当圆周为波长奇数倍时它也将共振)。

与偶极或折合偶极天线比较，它往天空或地面传送较少的电波，从而保证它在水平的方向上有更高的增益(大约更高10%)。

与电小环天线的相反，这个设计在法线方向将会对圆环平面方向产生辐射(二个相反方向)。

SCHWARZBECK MESS – ELEKTRONIK环形天线 FMZB 1519说明：灵敏的环形天线、在其频率范围内天线因子几乎不变，电池供电可最小化来自电源线的影响。

与一台CISPR 16 EMI-接收机组合，可成为测试低噪声和脉冲的场强测试系统。

FMZB 1519 也可与频谱分析仪一起使用。

铝的防护机架装备了橡胶脚可在桌面操作或安装在三脚架上，底部有照相机架的阴性螺纹(3/8")。

保护电路防止深度放电提供一个长寿命的电池。

在自动断电之后电池必须再充电。

使用推荐的充电器大约需要5小时可充满电。

在充电期间电源开关必须在OFF位置，否则不能充电！当电源开关在ON时（通常在测试状态）充电连接器不能工作，这就避免了充电器的干扰对测试产生不必要的影响。

应用：环形天线FMZB 1519可以用于长波、中波和短波频段磁场（假设电场）的频率选择测试它也可以用于CISPR, MIL, FCC, EN, ISO,ANSI, ETSI和其他许多标准的测试。

技术规格：标称频率范围： 9 kHz - 30 MHz 连接器：阴性50 Ω BNC 天线因子（假设电场强）： 20 dB/m 天线因子（H 场强）： -31.5 dB/Ωm 环直径：0.5 m场强测试范围准峰值-检波器 / 9 kHz 中频带宽： 30-130 dB μV/m场强测试范围 平均值-检波器 / 200 Hz 中频带宽： 8-130 dB μV/m 宽带脉冲场强20 ns, 100 kHz 脉冲重复频率 90 dB μV/m 20 ns, 20 kHz 脉冲重复频率 76 dB μV/m 20 ns, 10 kHz 脉冲重复频率 70 dB μV/m 频率响应：< +/- 1 dB 电池充满电工作时间 >20 h typ. 24 h电池容量： 12 V Pb 2.4 Ah推荐的充电器 ALCS 2-24A工作指示灯： 绿色LED> 10.2 V电池电量指示器： LED 红和绿 9.8 V - 10.2 V 自动断电LED 红 (终止) < 9.8 V安装螺纹： 3/8"尺寸： 520 x 615 x 160 mm 重量4.0 kgCompliance Direction International Limited 容向国际有限公司北京代表处：北京市海淀区西三环厂洼路3号丹龙大厦A2078室【100089】电话：010－68460592/3 传真：010－68451564深圳办事处：深圳市深南大道国际市长交流中心2108室【518053】电话：0755－86101286 传真：0755－86101206南京办事处：南京市中山南路369号盈嘉大厦305室【210005】 电话：025－58075408 传真：025－58075428Web: Email:***************。

简易短波环形天线的制作身居城市市区或郊区喜欢收听短波的坛友们可能有同感，即：无论使用长线天线或拉杆天线，5MHz以下频段干扰严重，电台难以收听。

这种电场杂波对低频短波干扰的程度比中波更为严重。

为了改善该波段的收听质量，在查阅大量中外文资料的根底上，确定试制短波环形天线〔国外称之为magnetic loop)。

成品〔图1〕国外资料推荐使用直径10mm紫铜管弯成直径为85-90cm环形作为初级线圈，考虑到重量，操作方便等因素，从铜铝材商店购进直径为13mm 的紫铜管2.8m，弯成直径为87cm的铜环。

同时，采用1m的50塑料管支撑铜环。

这是铜环上部的固定点〔图2〕铜环下部的固定点〔图3〕。

这里要注意的是要在铜管的两端钻好小洞，小洞可以拧上螺丝并可固定小焊片。

铜环两端固定完毕后，固定好焊接好引线的焊片，并将引线引出塑料管。

制作一个木板支架〔图4〕，注意要非常牢靠。

将塑料支架固定在模板支架上〔图5，图6〕，一定要牢靠。

制作一个次级线圈〔图7〕，据国外资料，该次级线圈的直径最正确值为初级线圈直径的1/5左右。

该次级圈采用10mm铝管并用电饭煲胆圆形定型为直径17cm的铝环，部穿引细花线制成〔图8〕。

将次级线圈的引出线连接在BNC插座上〔图9〕据测定和计算，该短波环的电感量为2uH，配2250pF双连空变，其谐振频率大约为2-12MHz，另配360pF单联空变，其谐振频率约为5-23MHz。

要注意的是两个可变要有一定的隔离距离，否则会相互干扰〔图10〕采用一只波段开关分开〔图11〕据实际测试，该短波环形天线的工作频率为短波1：2.050-12.700MHz；短波2：4.900-23.000MHz。

这样，白天可使用短波2，晚间可使用短波1〔图12〕使用该环形天线，各频点信号谐振锋利，晚间的低频短波电台如的浦江台AM3280，**格尔木台AM3985，甘南台AM3990，等顺利收到。

日间的USB13362也可用139B顺利收到。

天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。

地球站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，大多数地球站采用反射面型天线。

反射面型天线的特点是方向性好，增益高，便于电波的远距离传输。

反射面的分类方法很多，按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线；按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线；按频段可分为单频段天线和多频段天线；按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。

下文对一些常用的天线作简单介绍。

1．抛物面天线抛物面天线是一种单反射面型天线，利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面，将馈源置于抛物面的焦点F上，馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列，如图1所示。

发射时信号从馈源向抛物面辐射，经抛物面反射后向空中辐射。

由于馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。

接收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。

图1 抛物面天线抛物面天线的优点是结构简单，较双反射面天线便于装配。

缺点是天线噪声温度较高；由于采用前馈，会对信号造成一定的遮挡；使用大功率功放时，功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。

2．卡塞格伦天线卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个发射面和一个馈源组成，如图2所示。

主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，即都位于F2点。

从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。

由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。

对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的存在遮挡了一部分能量，使得天线的效率降低，能量分布不均匀，必须进行修正。

修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后，天线效率可提高到0.7—0.75，而且能量分布均匀。

目前，大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。

龙源期刊网
４５ｃｍ斯威克天线在西北接收报告
作者：陈刚
来源：《卫星电视与宽带多媒体》2009年第03期
接收器材
45cm斯威克天线一面，科海5080低门限接收机一台，pbi-1040ku高频头一只，8吋监视器一台，75-5电缆20米
接收地点
东经107.5。

E，北纬34.38。

N
接收天气
晴
接收卫星
A：76。

5亚太2r卫星，可以收到3组频率12405，12462，12528其中1245一组信号质量达到56%最强，由于76.5度与75度两颗卫星太近可以一锅一高频头接收两颗卫星上的较强信号节目。

B：138。

亚太5号卫星，完全可以下载该星上的所有转发器节目，信号最强的12537长城平台一组，信号质量可以达到52%其他转发器的节目都可以正常收看。

C：146。

马布海2号卫星可以收到梦幻直播的所有节目，只有12621华卫一组和12544一组因信号太弱刚过了门限，也能正常收看。

收视总结
45cm天线是笔者用过的比较好的国产板状天线，与其他品牌的国产天线相比较在工艺，精度方面有了较出色的表现，非常适合用于接收直播卫星节目。

■。

亥姆霍兹线圈与天线的区别
亥姆霍兹线圈是一种用于产生均匀磁场的设备，由两个同心的圆形线圈组成，电流通过这两个线圈可以产生磁场。

亥姆霍兹线圈的主要作用是实验室研究和测试中用于模拟均匀磁场环境。

而天线是一种用于收发无线信号的装置，主要用于通信和广播领域。

天线使用电流传输无线信号，并将其转换为电磁波辐射到空间中，或者将接收到的电磁波转换为电信号。

总结来说，亥姆霍兹线圈主要用于产生均匀磁场，而天线主要用于传输和接收无线信号。

四臂螺旋式天线四臂螺旋式天线（Quadrifilar Helix Antenna ）一般由四条按特定规则弯曲的金属线条镶于圆柱形基材上，无需任何接地。

它具备有Zapper天线的特性，也具备有垂直天线的特性。

此种巧妙的结构，使天线任何方向都有3dB的增益，方向图特性良好。

四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力，因此在与pda结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制.使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号.四臂螺旋天线是美国约翰普金斯大学应用物理实验室博士Kilgus于1968年提出的，之后人们对其进入了深入的研究。

该天线具有心型方向图、良好的前后比及优异的圆极化特性，因此被广泛应用于卫星通信系统，尤其被认为是理想的全球定位系统GPS和卫星手机接收天线，但体积大是其缺点。

早期四臂螺旋天线的辐射单元一般采用金属管或金属线，通过弯曲成型或缠绕在绝缘柱上，这样必然需要在馈电网络中加入复杂的平衡转换器和阻抗匹配网络，螺旋结构也需要机械支撑，因此天线体积较大，难于批量生产。

2001年Leisten提出了陶瓷介质加载四臂螺旋天线。

该天线采用陶瓷填充，天线体积缩小大10.00×17.8mm（底面直径×高），为未加载的1\6.相对于应用于GPS系统的介质加载微带贴片天线，DQHA还具有优良的前后比和广角圆极化特性，且电磁场被束缚在陶瓷核内，近场很小，天线受手机、人体等周围环境影响很小。

陶瓷天线虽然在性能方面表现已经较好，但需要十多种不可缺少工艺，才制成产品。

流程长的代价是产品巨贵，且体积不大不小的，在手机中用，体积需要进一步减小。

为此国内研究左手材料及天线的专家在2011年联合推出了一款自主研发的新型多频四臂螺旋天线，即微航牌四臂螺旋天线。

相比于陶瓷天线，微航牌天线在相同的体积增益高、相同的增益体积小，并有圆柱型（直径6.0mmX12mm）、条形（6.0mmX6.0mmX13mm）等多种款式，可用于手机GPS中。