第二章简单线天线..
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l/λ
0
12
（4）双极天线架设的重要结论
天线长度只影响水平平面方向图，架设高度只
影响垂直平面方向图；控制天线长度可控制水 平面方向图，控制天线架高，可控制垂直面方 向图。
天线架设不高（h/λ
<0.3）时，在高仰角辐射 方向最强，高仰角的水平平面方向性不明显，因 此对天线架设方位要求不严格。
13
na ae b n=6～8,a=1.5～2.5mm,b=0.5～1.5m,等效半径： b
22
笼形天线
笼形天线特性阻抗可降为250～400Ω ，且在波段 内变化较平缓，故可展宽使用的波段；
为减小馈电点附近端电容，保证天线与馈线良好 匹配，振子半径应逐渐减小，至馈电处集合一起；
笼形天线的方向性、尺寸选择都与双极天线相同。
保证工作波段内通信仰角方向上辐射较强。
1）通信距离在300km以内，采用高射天线， 取架设高度H=0.1～0.3λ ； 2）通信距离较远，应使天线的最大辐射方向
m1 与所需的射线仰角 0 一致。
H 4 sin 0
20
2.1.2 笼形天线
由于双极天线的臂有单根导线构成，特性阻抗
2
2.1.1 双极天线
双极天线即水平对称振子，又称π 形天线。两 臂用单根硬拉铜线、铜包钢线构成。天线臂与支 架用高频绝缘子隔开，在离振子臂终端2～3m处 另加一绝缘子，每段拉线不长于λ /4。
3
双极天线特点
结构简单，架设撤收方便，维护容易，广泛应 用于短波，适用于天波传播； 架高小于0.3λ 时，向高空方向（仰角90º）辐 射最强，宜作300km范围内通信天线； 当传输距离较远时，增益较低，方向性不强， 且工作频段较窄。
4
（1）辐射场
主要用于天波传播，
电波以一定仰角入射到 电离层又被反射回地面， 通信距离与电波仰角有 密切关系。 OA OP ' OA
cos OP OP OP
'ห้องสมุดไป่ตู้
cos sin
方向函数为
sin 1 cos 2 sin 2
f (, )
cos(kl cos sin ) cos kl 1 cos2 sin 2
2 sin(kH sin )
5
（2）垂直平面
垂直平面，就是与地面垂直且通过天线最大辐
射方向的垂直平面。
XOZ平面方向函数为：
单元天线的xOz平面方 向图是圆，垂直平面方 向图形状仅有地因子决 定。
00
6
垂直平面方向图XOZ平面
7
垂直平面方向性特点
（1）垂直平面方向性只与H/λ
（7）双极天线的方向系数
方向系数可按下式计算
120 f ( m1 , ) D Rr
2
18
（8）尺寸选择
①臂长l的选择
保证在工作频率范围内，天线的最大辐射方
向不发生变动；
保证在工作频率范围内，天线的增益不下降
太多。
0 . 2 max l 0 . 7 mi n
19
②天线架高H的选择
m1 arcsin
4H
H
4 sin 0
用作天波通信时，工作距离愈远，通信辐射
仰角 0 愈低，要求天线架设高度越高。
（5）不同地质对水平振子方向性影响不大。
9
（3）水平平面
水平平面，就是在辐射仰角△一定的平面上，
天线辐射场强随方位角 的变化关系图。
方向函数为：
水平对称振子的水平平面 10 （△等于常数）
第二章 简单线天线 2.1 水平对称天线 2.2 直立天线 2.3 环形天线 2.4 引向天线
1
2.1 水平对称天线
水平架设天线的优点：
（1）架设和馈电方便；
（2）地面电导率对水平天线方向性的影响较 垂直天线的小； （3）可减小干扰对接收的影响，因为水平对 称天线为水平极化，而工业干扰大多为垂直极 化。
有关，与l/λ 无关，可用改变天线架高H/λ 来控制垂直平面 内的方向图；
（2）沿地面方向（△=0°方向）均无辐射，
不能用于地波通信；
（3） H
/ 0.3 时，最大辐射方向在
△=90°，在△=60°～90°范围内场强变化不 大，天线具有高仰角辐射性能；
8
垂直平面方向性特点
（4）
H / 0.3 时，最强辐射方向不止一个， H / 越高，波瓣越多，靠近地面的第一波瓣 m1越低。
较高，输入阻抗在工作频段内变化较大，很难与
馈线的特性阻抗匹配，馈线上的行波系数很低。
可采用加粗振子直径的办法来降低天线的特性阻
抗，改善输入阻抗特性，展宽其工作频带。
21
笼形天线
笼形天线，工程中常用几根导线排成圆柱形组成 振子的两臂，这样既能有效的增加天线的等效直 径，又能减轻天线的重量，减小风的阻力，节约 材料。
改善天线的阻抗特性，展宽频带宽度。
23
分支笼形天线
结构示意图
等效电路
笼形构造的双锥天线
24
2.1.3 V形对称振子
直线式对称振子 l / 0.635 时，Dmax 3.296 ，继 续增大l，振子臂反向电流辐射，方向系数下降；
方向图
△=45°时随臂长l变 化的水平平面方向图
h=0.25λ ,l=0.25λ 时随仰 角△变化的水平平面方向图 11
水平平面方向性特点
（1）水平平面方向图与架高H/λ
无关；
（2）水平平面方向的形状取决于l/λ
，也 就是与臂长有关，l/λ 越小，方向性越不明显。 <0.7时，最大辐射方向在 0 方向； 0 0 l/λ >0.7时，在 方向辐射很小或没有辐 射。 （3）与仰角有关，仰角越大，水平平面方 向性越不显著。
双极天线架设的重要结论
远距离通信时，应根据通信距离选择通信仰
角，再根据通信仰角确定天线架设高度，以保
证天线最大辐射方向与通信方向一致。
为保证天线在
00 方向辐射最强，应使天线
一臂的电长度l/λ <0.7。
14
（5）立体方向图
双极天线方向图随架高的变化（l=λ /4）
15
双极天线方向图随臂长的变化（h=λ /4）
16
（6）双极天线的输入阻抗
计算双极天线输入阻抗不仅要考虑振子本身
的辐射，还要考虑地面的影响；
由于实际地面电导率为有限值，用镜像法和
耦合振子理论计算其输入阻抗误差较大，一般 通过实际测量得出天线的输入阻抗随频率的变 化曲线； 双极天线输入阻抗在波段内变化比较激烈， 使用中要采用匹配措施。
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0
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（4）双极天线架设的重要结论
天线长度只影响水平平面方向图，架设高度只
影响垂直平面方向图；控制天线长度可控制水 平面方向图，控制天线架高，可控制垂直面方 向图。
天线架设不高（h/λ
<0.3）时，在高仰角辐射 方向最强，高仰角的水平平面方向性不明显，因 此对天线架设方位要求不严格。
13
na ae b n=6～8,a=1.5～2.5mm,b=0.5～1.5m,等效半径： b
22
笼形天线
笼形天线特性阻抗可降为250～400Ω ，且在波段 内变化较平缓，故可展宽使用的波段；
为减小馈电点附近端电容，保证天线与馈线良好 匹配，振子半径应逐渐减小，至馈电处集合一起；
笼形天线的方向性、尺寸选择都与双极天线相同。
保证工作波段内通信仰角方向上辐射较强。
1）通信距离在300km以内，采用高射天线， 取架设高度H=0.1～0.3λ ； 2）通信距离较远，应使天线的最大辐射方向
m1 与所需的射线仰角 0 一致。
H 4 sin 0
20
2.1.2 笼形天线
由于双极天线的臂有单根导线构成，特性阻抗
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2.1.1 双极天线
双极天线即水平对称振子，又称π 形天线。两 臂用单根硬拉铜线、铜包钢线构成。天线臂与支 架用高频绝缘子隔开，在离振子臂终端2～3m处 另加一绝缘子，每段拉线不长于λ /4。
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双极天线特点
结构简单，架设撤收方便，维护容易，广泛应 用于短波，适用于天波传播； 架高小于0.3λ 时，向高空方向（仰角90º）辐 射最强，宜作300km范围内通信天线； 当传输距离较远时，增益较低，方向性不强， 且工作频段较窄。
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（1）辐射场
主要用于天波传播，
电波以一定仰角入射到 电离层又被反射回地面， 通信距离与电波仰角有 密切关系。 OA OP ' OA
cos OP OP OP
'ห้องสมุดไป่ตู้
cos sin
方向函数为
sin 1 cos 2 sin 2
f (, )
cos(kl cos sin ) cos kl 1 cos2 sin 2
2 sin(kH sin )
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（2）垂直平面
垂直平面，就是与地面垂直且通过天线最大辐
射方向的垂直平面。
XOZ平面方向函数为：
单元天线的xOz平面方 向图是圆，垂直平面方 向图形状仅有地因子决 定。
00
6
垂直平面方向图XOZ平面
7
垂直平面方向性特点
（1）垂直平面方向性只与H/λ
（7）双极天线的方向系数
方向系数可按下式计算
120 f ( m1 , ) D Rr
2
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（8）尺寸选择
①臂长l的选择
保证在工作频率范围内，天线的最大辐射方
向不发生变动；
保证在工作频率范围内，天线的增益不下降
太多。
0 . 2 max l 0 . 7 mi n
19
②天线架高H的选择
m1 arcsin
4H
H
4 sin 0
用作天波通信时，工作距离愈远，通信辐射
仰角 0 愈低，要求天线架设高度越高。
（5）不同地质对水平振子方向性影响不大。
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（3）水平平面
水平平面，就是在辐射仰角△一定的平面上，
天线辐射场强随方位角 的变化关系图。
方向函数为：
水平对称振子的水平平面 10 （△等于常数）
第二章 简单线天线 2.1 水平对称天线 2.2 直立天线 2.3 环形天线 2.4 引向天线
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2.1 水平对称天线
水平架设天线的优点：
（1）架设和馈电方便；
（2）地面电导率对水平天线方向性的影响较 垂直天线的小； （3）可减小干扰对接收的影响，因为水平对 称天线为水平极化，而工业干扰大多为垂直极 化。
有关，与l/λ 无关，可用改变天线架高H/λ 来控制垂直平面 内的方向图；
（2）沿地面方向（△=0°方向）均无辐射，
不能用于地波通信；
（3） H
/ 0.3 时，最大辐射方向在
△=90°，在△=60°～90°范围内场强变化不 大，天线具有高仰角辐射性能；
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垂直平面方向性特点
（4）
H / 0.3 时，最强辐射方向不止一个， H / 越高，波瓣越多，靠近地面的第一波瓣 m1越低。
较高，输入阻抗在工作频段内变化较大，很难与
馈线的特性阻抗匹配，馈线上的行波系数很低。
可采用加粗振子直径的办法来降低天线的特性阻
抗，改善输入阻抗特性，展宽其工作频带。
21
笼形天线
笼形天线，工程中常用几根导线排成圆柱形组成 振子的两臂，这样既能有效的增加天线的等效直 径，又能减轻天线的重量，减小风的阻力，节约 材料。
改善天线的阻抗特性，展宽频带宽度。
23
分支笼形天线
结构示意图
等效电路
笼形构造的双锥天线
24
2.1.3 V形对称振子
直线式对称振子 l / 0.635 时，Dmax 3.296 ，继 续增大l，振子臂反向电流辐射，方向系数下降；
方向图
△=45°时随臂长l变 化的水平平面方向图
h=0.25λ ,l=0.25λ 时随仰 角△变化的水平平面方向图 11
水平平面方向性特点
（1）水平平面方向图与架高H/λ
无关；
（2）水平平面方向的形状取决于l/λ
，也 就是与臂长有关，l/λ 越小，方向性越不明显。 <0.7时，最大辐射方向在 0 方向； 0 0 l/λ >0.7时，在 方向辐射很小或没有辐 射。 （3）与仰角有关，仰角越大，水平平面方 向性越不显著。
双极天线架设的重要结论
远距离通信时，应根据通信距离选择通信仰
角，再根据通信仰角确定天线架设高度，以保
证天线最大辐射方向与通信方向一致。
为保证天线在
00 方向辐射最强，应使天线
一臂的电长度l/λ <0.7。
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（5）立体方向图
双极天线方向图随架高的变化（l=λ /4）
15
双极天线方向图随臂长的变化（h=λ /4）
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（6）双极天线的输入阻抗
计算双极天线输入阻抗不仅要考虑振子本身
的辐射，还要考虑地面的影响；
由于实际地面电导率为有限值，用镜像法和
耦合振子理论计算其输入阻抗误差较大，一般 通过实际测量得出天线的输入阻抗随频率的变 化曲线； 双极天线输入阻抗在波段内变化比较激烈， 使用中要采用匹配措施。
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