下载文档原格式
天线部分一、天线理论知识天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其质量的优良和是否合理使用对无线通信工程的成败起到重要作用。
所以我们必须全面了解天线。
1、天线的方位图：方位图是天线电气性能的最重要指标它直接全面的反映出天线的辐射特性。
定义：天线的辐射电磁场在一定距离上随空间角坐标分布的图形。
由于电磁场的矢量特征包含了幅度、相位、极化方向等信息，因此，对应有：幅度方向图、相位方向图。
而电磁场的幅度可用场强和功率密度表示，所以，幅度方向图又分为场强方向图和功率方向图。
除非特殊说明，在一般情况下，通常天线方向图指的是功率方向图，幅度以dB为单位。
根据定义，天线的方向图是三维立体图，但实际获得完整的三维方向图是非常困难的。
通常根据天线的结构特点，选择两个或多个特征面测得该平面内的二维方向图如：E面方向图：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面；H面方向图：通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面；水平面方向图（Horizontal）：是指与地面平行的平面内的方向图；垂直面方向图（Vertical）：是指与地面垂直的平面内的方向图。
当天线为垂直极化时，H面近似为水平面，E面近似为垂直面，如果天线为水平极化则情况正好相反。
E面图和H面图只是描述了天线的功率密度的分布情况，但不能定量的反映天线的主要特征。
为了更好的描述天线的方向图，常使用半功率波束宽度、副瓣电平、前后比、第一上副瓣抑制、第一下零点填充等都是描述方向图特征的指标。
2、波瓣：零功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。
半功率点波瓣宽度：在E面或H面的等距线上，主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍（或一半功率密度）的两辐射方向之间的夹角。
副瓣电平：在E面或H面的等距线上，副瓣最大值与主瓣最大值之比，通常用dB表示。
后瓣：与主瓣相反方向上的副瓣。
前后比：等距线上，主瓣功率密度最大值和后瓣功率密度最大值之比(dB)在实际应用中由于天线的上副瓣信号不能起到覆盖的作用，且常常造成越区覆盖的问题，所以我们会想方设法抑制这个方向上信号的发射，而一般与主瓣方向夹角较小的第一上副瓣的功率密度最大，影响最坏，所以我们以对它的抑制为考察指标：第一上副瓣抑制（FirstUpper Side Lobe Suppression ）。
看天线，识卫星——漫谈卫星天线（二）：导航卫星天线+ 袁东题图这颗卫星，十多根枪管样的突出物，而且长枪短枪瞄准地球，感觉像太空武器，特有威慑力，是不是美国天军的装备？既对又不对，这是美国军民两用的GPS导航卫星，请看本期——卫星上的“天津大麻花”，朴实无华而嬗变的螺旋天线，Helical antenna!一、苏联的Sputnik 1——美国导航卫星创意的摇篮在上期《看天线，识卫星——漫谈卫星天线（一）》讲到的苏联第一颗人造地球卫星Sputnik 1的全向鞭状天线，让地面测控站甚至无线电爱好者都能接收到信号。
美苏虽为冷战敌对阵营，但心有灵犀，冥冥中，美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室（The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory ，简称APL ）的两位年轻人，吉勒（William Guier)和维芬巴哈(George Weiffenbach)，制作了天线和放大器，轻而易举地收到了卫星发射的20.005MHz 的信号，实验室的同事们沸腾了！Sputnik 1发射的信号是平淡乏味的“哔哔哔”，但卫星近3万公里的时速，让频率有500Hz ～1500Hz 的偏移！两人在兴奋之余，脑洞大开，产生了基于多普勒频移效应（图1）来计算卫星相对速度的想法，进而从多次测量的多普勒频移数据中推断出卫星的轨道。
这其中需要解决地球南北不对称、电离层折射校正、卫星振荡器频率漂移校正等工作，在学校的支持下，两个年轻人还用上了实验室刚引入不久的Univac 1200F 数字计算机，最终成功推算出卫星的运行轨道。
实验室研究中心主席麦克卢尔（Frank McClure)找到了他们，启发他们研究用已知的几颗卫星轨道，通过多普勒频移计算出接收器所在的位置。
最终这个课题圆满成功，1958年12月，美国海军武器实验室委托APL 研制海军导航卫星系统（Navy Navigation Satellite System ，NNSS ）。
2讲D e n g喇叭天线和抛物面天线第二讲常见口径面天线一、喇叭天线1.喇叭天线的种类、结构和特点根据惠更斯原理，终端开口的波导可以构成一个辐射器，但是波导口面的电尺寸很小，辐射方向性弱。
而且，在波导开口处波导与开口面外的空间不匹配，会产生严重的反射，不宜作为天线使用。
将波导的截面均匀地逐渐扩展，形成如图1所示的喇叭天线。
它们不仅扩大了天线的口面尺寸，同时改善了口面的匹配情况，从而取得了很好的辐射特性。
图1 喇叭天线种类上图表示了几种常用的喇叭天线。
当矩形波导的截面仅在H面展宽时，形成H面扇形喇叭；仅在E面展宽时，形成E面扇形喇叭；同时在E面和H面展宽则形成角锥喇叭；由圆波导均匀展开形成圆锥喇叭。
喇叭天线时一种应用很广泛的微波天线。
它具有结构简单、重量轻、易于制造、工作频带较宽、功率容量大等优点。
合理选择尺寸，可以获得良好的辐射特性、相当高的方向系数、相当尖锐的主瓣、比较小的副瓣。
喇叭天线可以作为独立的天线，也可以作为反射面天线及透镜天线的馈源，还能用作收发共用的双工天线。
在天线测量中，也被广泛用作标准增益天线。
2.喇叭天线口面为了确定喇叭天线的辐射特性，必须了解喇叭口面上场的分布，即求解喇叭的内场。
求解喇叭内电磁场常采用近似的方法：认为喇叭为无限长，忽略外场对内场的影响，把喇叭的内场结构近似看做与标准波导内的场结构相同，只是因为喇叭是逐渐张开的，使得波形略有变化。
在平面状的喇叭口面上，场的振幅分布可近似认为与波导截面上相似，但是口面上场相位偏移的影响则不能忽视。
图2(a)、(b)分别表示H面及E面扇形喇叭的几何参数，下面我们来计算口面场上的相位偏移。
图2 H面、E面扇形喇叭几何参数图如图2(a)所示，到口面上M点的波程比到口面中心O点的波程长MN的距离。
设口面中心处O点的相位偏移为0，则口面上任一点M的相位偏移表示为：«Skip Record If...»一般«Skip Record If...»，所以«Skip Record If...»，因此有«Skip Record If...»带入上式，，得到«Skip Record If...»的无穷级数展开式为«Skip Record If...»由于«Skip Record If...»，则沿口径面上任意点M的相位偏移近似取第一项为：«Skip Record If...»（1）边缘上A点的相位偏移最大为（«Skip Record If...»）：«Skip Record If...»（2）与喇叭相连的矩形波导内通常传输主模为TE10模，场的振幅沿宽边为余弦分布。
一、发射天线的作用广播电视发射台的主要设备包括了：信号源系统、发射机设备以及铁塔和天馈线系统。
在广播电视传输的各个环节中，天馈线系统是各环节中最终的主要设备之一，其作用是将广播电视信号以电磁波的形式向空间传送能量.天线可以向周围辐射电磁波能量，在计算天线辐射场强时，天线的增益若能提高3dB，则相当于发射机有效功率提高一倍。
因此，使用较高增益的天线更具有较大的使用价值.二、天线的发展1、1887年郝兹在验证电磁波存在时使用了双球发射天线和单环天线.2、1897年出现了能实现5Km通信的大型长波天线.3、1901年马可尼研制出第一付大型垂直极化天线实现3700Km远程通信.4、20年代初中波天线兴起和发展,从T型、Г型和伞型天线到后来的拉线式或自立式铁塔天线.凌风公司在2003年又率先研制出了自立式缩短型曲线式中波电小天线。
5、30年代雷达的出现推动了喇叭天线透镜天线介质天线、缝隙天线等超短波天线的诞生。
1928年著名的八木天线研制成功并推广应用至今。
6、40-50年代：蝙蝠翼天线、带有反射板的各种半波振子天线、大功率缝隙天线迅速发展。
长、中、短天线基本定型。
7、随着科技的发展,高增益、宽频带、高分辨率、快速扫描的天线大量出现,相控天线取得了突破性发展，现代天线已有微带天线、有源相控天线、超导天线、四维天线等。
更有向小型化、轻便、隐形化的发展趋势。
三、天线问题求解的基本方法1、解析法：对形状极为简单的天线求得精确解.2、近似解析法：变分法、微扰法、迭代法、几何光学法几何绕射法、物理绕射法等.3、数值法：利用计算机进行运算，可用纯数值法,也可用矢量法。
但是，较为复杂的天线，仍然是用多次实验的方法优化出来的，某些电参数用经验公式或实验曲线计算。
四、天线的主要参数1、天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接，最理想的情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波.天线的输入阻抗与频率有关。
《装备维修技术》2021年第10期—249—短波发射机天线分析曲令军（新疆维吾尔自治区广播电视局节目传输中心6501台，新疆 乌鲁木齐 830000）一、广播电视短波发射机天线基本概况对广播电视短波发射机天线的应用，主要是依靠完备的短波天线自动调谐系统来实现的，为了使应用效果达到最好，短波天调系统会针对能够影响应用效果的一些参数进行自动调整。
通常我们所关注的几项参数有：天线的输入阻抗、天线的极化方式、天线的增益、天线的主瓣、副瓣、波瓣宽度、副瓣电平、前后比、方向函数等，其中天线的输入阻抗、极化方式和增益是我们所关注的重点。
合理地调试好天线的输入阻抗有助于实现能够传输效率的提升，一般认为，天线的输入阻抗要接近于馈线阻抗。
天线的增益主要是实现辐射性能的全面提升，若想实现这一目的，需要我们结合天线的物理属性来做最合理的设计，比如天线的形状、尺寸、大小、结构，以及材质。
天线的极化方式有很多种，极化方式与天线的安装方式有直接关系，为了减少天线之间的相互干扰，一般我们会采用水平或垂直的极化方式，但在有些情况下，水平和垂直的极化方式并不能满足实际需求，所以，双极化天线、交叉极化天线和圆极化天线便开始得到更多应用。
需要说明的是，上述几项参数是互相联系和互相影响的，我们不能单一的从某一参数说明天线的好坏。
二、广播电视短波发射天线的分类广播电视短波发射天线的分类方式有很多种，按方向性进行划分有：全向和定向两种；按工作频段进行划分有：短波频段、超短波频段、卫星/微波频段；按能量来源进行划分有：有源和无源；按信号极化分类有：线极化水平/垂直、圆/椭圆极化左旋/右旋。
下面简单介绍一种短波天线类型： 1.短波多模多馈天线 这是一种全向宽频带天线，可以配3个发射机同时异频工作，适合远、中、近距离的通信，天线的工作效率取决于螺旋线的长度和大口直径。
2.短波扇锥天线 这种天线一般应用于固定通信台站，天线具有在工作频段范围内 免天线调谐、全方位、高效率等特点是固定台站对中远距离进行可靠通信的优选天线。
83技术与应用·研究中波发射天线与地网摘 要：中波广播作为传统的信号传输方式一直在应用，是党和国家的声音传播不可或缺的途径。
但中波发射台在城镇化的进程中逐渐被淹及，直接受到侵害的就是中波发射天线的周边环境和地网。
本文对中波发射天线与地网在其建设和维护中的若干事项作以阐述。
关键词：中波天线；参数；高度；地网中图分类号：TN822 文献标识码：A文章编号：1671-0134（2018）09-083-02DOI：10.19483/ki.11-4653/n.2018.09.033文/刘志恒引言近年来，随着城镇化建设步伐的加快，原本城市郊区的土地逐步被城镇化，中波发射台的周边环境被高楼所包围，有的区域甚至严重覆盖到天线的地网，严重影响了中波广播的发射，许多中波广播发射台不得不面临加强维护和搬迁的局面，中波发射天线与地网建设和维护工作在当今广播技术中的应用显得更加突出。
本文依据中波传播的理论谈一下中波发射天线及地网建设和维护的相关技术事宜。
1.中波发射天线1.1中波发射天线的主要参数1.1.1极化根据电波的传播特性，中波广播白天主要靠地波传播，晚上靠地波和天波两种传输方式传播。
中波波段的波长较长，该波段的电磁波沿地面传播时损耗比较小，传播距离也比较远，因此多用地波传播。
在沿地面传播过程中，垂直极化波的损耗低于水平极化波的损耗，中波发射天线多采用垂直接地天线。
1.1.2方向图天线的方向图在水平面上是个圆，适合广播的要求。
它的终端开路，所以称为驻波天线。
天线高度逐渐增加时，辐射能量逐渐向地平面方向集中，当天线高度超过二分之一波长时开始出现副瓣。
为了扩大服务范围，我们希望在地平面上的场强越大越好。
为此，尽可能增大辐射场强，同时避免高仰角带来的副瓣。
1.1.3输入阻抗天线的输入阻抗可根据天线的手册查到。
从天线高度与输入阻抗曲线获得数值，图1所示为拉线铁塔的输入阻抗曲线（H为天线的高度，λ为波长）。
天线输入的匹配网络中的阻抗器件的耐压要有足够的安全度余量。
