3.3_地波天线(重要)

3.3 地波天线
二、鞭状天线
鞭状天线应用的短波波段 鞭长（m） 4 6 波段（m） 12.5～30 20～50 对应频率 （MHZ） 24～10 15～6
（四）工作波段及应用场合
10
35～85
8.57～3.259
军用台短波鞭状天线只能近距离通信用，武警舰艇鞭状 天线为６米，护卫舰以上为１０米。
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a鞭状天线加感线圈
b加感作用原理
鞭状天线加感线圈及其作用原理
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二、鞭状天线 提高效率具体措施： 1、提高天线的有效高度 ② 加电感线圈 经过计算表明，加感点在天线中部，或在1/2～1/3 高度处，可获得较大的效率增益。
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接杆式
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二、鞭状天线 （三）提高ηa 提高效率具体措施： ③ 埋地线或铺设地网或架设平衡网 :降低地电阻的损耗
埋地线，铺地网，加平衡器。
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二、鞭状天线 提高效率具体措施： 1、提高天线的有效高度 ① 加顶负载 (星状辐射叶、金属圆片、金属球 )
a带顶负载的鞭状天线
b将Ca等效为一线段h
c鞭状天线加顶负载后的电流分布
带顶负载的鞭状天线及其电流分布
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二、鞭状天线 提高效率具体措施： 1、提高天线的有效高度 ②加电感线圈
分利用就便器材和地物架
设。作为固定台，架成斜 天线形式，斜天线与地面 之间的倾斜角一般选择在 30°左右。
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六、低架水平对称振子天线 广泛用于近距离短波地波通信 结构：架高:零（铺地）m，0.5m， 1m。单导线与地平行。 主要通信方向:振子两臂所指的方向。
b低架水平对称振子天线的电流
三、T形天线
鞭状天线采取措施后效果不好，为此改用Ｔ、┌ 形或斜天线。 （一）结构 在⊥软天线顶端对称加一作顶负载的水平导线组成。 （顶部水平导线相当于鞭状天线辐射体，顶负载两边电流大小 相等，方向相反，作用互相对消，只有⊥软天线部分辐射能量。）
T形天线
T形天线上的电流分布
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三、T形天线 (二)方向性 与鞭状天线相同，无水平 方向性的地波天线。
m 35～75 4～100 60～150 80～200
MHZ 8.57～4 7.5～3 5～2 3.75～1.5
几种长度尺寸天线对应的工作波段
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五、斜天线 斜天线的架设
斜天线是有方向性的地波天线。发射电波最强 方向与天线倾斜方向相反，架设时，天线的一端接 天线调谐器的陶瓷端，另一端引向机器斜上方的固 定物上，并注意与固定物绝缘。 斜天线比较简便，可以充
Ｔ形天线长度L应满足 L/2+H≦λ/2，否则天线会 出现反向电流，性能变差。
c 在地面上空不同h/λ的垂直方向图
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三、T形天线 (三)应用波段 长、中波、军用短波，作地波通信。 为了进一步提高辐射效率ηA，Ｔ型天线水平顶负载，用多根平行 导线组成，此种称宽Ｔ形天线（d=1m，L =2H）
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一、直立天线 （一）定义： 天线体垂直于地面架设的天线。 接收的电波是垂直极化波。 （二）形式： １、单极底馈直立天线 应用于长、中、短、超短波广播，通信或其它无线电通信设备中。 ２、双极中馈直立天线 主要用于超短波通信。 （三）结构： 一根垂直于地面架设的 天线。
单极底馈
双极中馈
ａ 角形、角笼形天线示意图
ｂ 角形、角笼形天线方向图
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2、角形和角笼形天线
角笼形和角形天线的方向性是相同的，只是特性阻抗不同 ： 角笼形天线的特性阻抗同笼形天线，一般在250Ω～400Ω之间，角形天线特性阻抗同双极天线，一般 在1000Ω左右。 角笼形天线的工作波段： 收信 基本波段l/λ：0.375～0.675 允许波段l/λ：0.286～0.715 发信 射线仰角Δ≤400时，l/λ=0.375～0.645 应用：活动目标的通信联络和多方向的通信网路。
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四、倒L天线
加宽倒L形天线
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四、倒L天线 (二)方向性 水平无方向性或弱方向性。垂直方向性随L、Ｈ变化而变化。 具体情况： １、当L<<Ｈ，λ很短，L <<λ，辐射可忽略，视为直立天线或 加顶负荷鞭状天线。 ２、L与Ｈ相差不多，均小于λ/4，具有方向性。地波通信。顶 负载指向即为天线最大辐射方向，要对准通信方向，在 中小台应用广泛。 ３、当L>Ｈ且接近或大于λ/4，而Ｈ在8m以上，有相当的天波 发射，天地波均较强，称为复合波天线。短波范围可能 出现此情况。
（五）提高ηA 使PΣ↑，H/λ选在0.5附近， 即 Ｈ＝0.5λ左右。
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二、鞭状天线 鞭状天线: 一般用一节或数节金属棒或金属管构成，节间可以用螺接、卡接 或拉伸等方法联接，其长度并不长，外形象鞭子。
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二、鞭状天线 （一）结构 轻便的高度很低的直立天线，长度有１米左右，还有４、6、 10m拉杆式、接杆式、蛇骨式。
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二、鞭状天线 (二)方向性
c 在地面上空不同h/λ的垂直方向图
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二、鞭状天线 （三）提高ηa 鞭状天线效率低的原因 : 1、由于高度的限制，其辐射电阻不可能很大 2、鞭状天线损耗电阻较大 损耗包括： 1、天线导体损耗和介质损耗 2、一部分是电流流经大地回路造成 提高效率的方法： 1、提高辐射电阻 2、减少损耗电阻
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一、有效辐射电磁波的条件 二、电磁波辐射的物理过程与电基本振子的辐射场
三、天线具有方向性的原因
四、不同长度对称振子天线电流分布和辐射场的方向性情况 五、天线的分类
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第三节
地波天线
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天线种类很多，有几十种，军用天线以传播方式分类，对常 用的十五种进行介绍，从运用的角度着重天线结构，方向性，使 用波段，应用场合，及主要天线的简单设计、架设进行学习。 作为地波天线主要有：直立天线、T、┏、斜天线，这些是 不对称的；另外还有低架天线，Л型和低架单根行波天线。
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3.3 地波天线
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1、V型天线
一种简单的短波定向地波为主的陆地天线。 如果振子的两个臂张开1800，即在一直线上，这种直线式的对称振子当l=0.635λ 时，方向系数D达到 最大值。如果继续增长l，由于振子臂上反向电流的辐射，削弱了θ =900方向上的场，从而使垂直于 振子轴方向上的方向系数下降。 如果振子两个臂之间的张角不是1800，则构成了V形对称振子天线。理论和实践证明，在V形对角线 方向上可以得到更高的方向系数。
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四、倒L天线 (三)应用波段 中、长波天线；军用短波地波。当有相当天波辐射时也可作天波 通信。
倒L形天线的结构
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四、倒L天线 倒L天线的架设
倒“L”天线有一定方向性，比鞭状天线发射效 率高。架设时，水平线与垂直线成直角，水平线拐 角处对准联络方向，和固定物连接处应绝缘。船艇 上船首（尾）和桅杆之间的长天线，为倒L型天线。
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五、斜天线 (一)结构 一根长10－30m与地绝缘倾斜架设的直立软天线。高端固定在桅 杆、吊索、树林或其它顶上。 一般L≤ λ /2，太长天线出现反向电流，天线性能变差。
a斜天线示意图 b斜天线在树上的架设
斜天线结构及架设
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五、斜天线
b斜天线在树上的架设
绝缘子
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五、斜天线 (二)方向性 垂直方向图在 300～900的方向辐射能量较大。 ；
水平面内具有弱方向性。
a垂直方向图
b水平方向图
斜天线的方向图
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五、斜天线
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五、斜天线 (三)工作波段 适用于中、短波,在艇上作辅助天线用，以保证3.5MHz以 下通信。陆地上作简易、备用、无方向、弱方向地波、定向天 波通信。 天线 长度m 10 15 20 25 工作波段
a 拉杆式
b 接杆式
c 蛇骨式
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拉杆式
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接杆式
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蛇骨式
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二、鞭状天线
船艇鞭状天线
Ｈ＜0.5λ，一般小于0.25λ
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二、鞭状天线 (二)方向性
a在地面上空立体方向图
b 在地面上空水平方向图
水平方向图同直立天线，⊥方向图随L不同而变化。 Ｈ＜0.5λ，最大方向沿地面，无方向性地波天线。
ａ 角形、角笼形天线示意图
ｂ 角形、角笼形天线方向图
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2、角形和角笼形天线
这种天线一般水平架设，在垂直面(包括天线分角线)内的方向性变化情况，和同一高度的水平天线相 似。但在水平面内的方向性与普通水平天线不同，它在水平面内各个方面辐射大小相差不大，方向性 很弱。当然随l/λ的不同也略有变化。
a 辐射状地线
天线接地埋地线
b多接点接地地线
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Baidu Nhomakorabea
二、鞭状天线 （三）提高ηa 2、埋地线或铺设地网或架设平衡网 :降低地电阻的损耗
b长方形地网 共用φ=3.5硬铜线330 m（28kg）
a辐射状地网 R=60 m n=60 共用φ=3.5硬铜线3600 m（305kg）
c长方形地网 共用φ=3.5硬铜线410 m（34.88kg）
λ≥1.6H地波通信 H＞0.625λ，沿地面辐射减弱，直至消 失，高仰角发射↑，已不是地波，当发 射功率较大时，利用电离层反射构成远 距离通信－－为天波通信。 直立天线主要用于地波通信。
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一、直立天线 (四)方向性：
３、Ｈ一般取高：(1/4-5/8)λ，这时 ηA较高，Ｈ＝0.53λ时，ηA最高。 因地波传输运用于中、长波，波长较 长，如长波为10000-1000m，Ｈ＞λ/4， 很难架设，一般只能做到λ/10-λ/20， 效率很低。
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二、鞭状天线 （三）提高ηa
2、埋地线或铺设地网或架设平衡网 :降低地电阻的损耗
平衡网：架设于天线与地面之间的导体（亦即敷设在地面上的地网）， 用这导体代替实际地面。 平衡网离地面高度：对于大功率电台约为2 m～6 m，小功率电台约为 0.5 m～1.5 m；有时为了简便可直接铺于地面。 铺设方法：用金属棒作平衡网，一般为2根～4根，对称放置，长度l为 （0.15～0.2）λ 应用场合:不适宜铺设地网的移动电台或多岩石地区
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3.3 地波天线
3.3 地波天线
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一、直立天线 (四)方向性：
立体方向图
水平方向图
垂直方向图
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一、直立天线 (四)方向性： １、水平方向性图：为一个圆。 ２、垂直方向性图：随H/λ不同而变化 结论： H<0.625λ，最大辐射方向与地面平行 H=0.625λ，沿地面方向辐射最强
V形对称振子天线
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1、V型天线
最佳张角2θopt : 最大方向系数Dmax的张角。 一般来说，l/λ越大，2θopt越小；方向系数D越大。
V形振子的D～2θ0曲线
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1、V型天线
V型天线结构尺寸及特性
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2、角形和角笼形天线
用途：一副天线同时与许多方向通信，这就要求该天线在水平面内呈无方向性或弱方向性。 角形天线：臂长小于0.5λ的V形天线。 特点：在水平平面内的方向性很弱。这种天线在短波通信中应用较广。 角笼形天线：角形天线的天线臂也可做成笼形，它能增大阻抗工作频带宽度。
a
p R 1 Pin R Rd 1 Rd R
鞭状天线的电流回路
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二、鞭状天线 （三）提高ηa １、R↑→IA↑→H↑ ２、改善天线电流分布，使顶端电流幅度不太小。 ①加顶负载：a、金属小球；b、金属圆盘；c、辐射叶， 相当加一电容，提供顶端电流。 ②加电感线圈，使LA↑，顶端Z入≠∞，由于加上容抗很大 （电容很小）加电感点以上无影响，以下抵消了一部分容 抗， 使ZA不会太大，使IA增大。 ③改善地面导电性： Re↓→IA↑→ηA↑
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七、低架单导线天线 广泛用于近距离短波地波通信 结构：架高:零（铺地）m，0.5m， 1m。单导线与地平行。 方向性：在△＝０0上,有良好方向性。 为行波天线，水平方向较尖锐，水平 方向性呈∞字形。 主要通信方向:天线沿终端电阻的轴向方向辐射最强
b低架单导线天线水平方向图
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多根水平横线组成的T形天线
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三、T形天线
三线式宽频带短波基站天线
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四、倒L天线 (一)结构 在直立天线顶端一边加根水平导线作顶负载，为了提高ηA，要使 容性加载的容量更大，顶负载可以用n根导线并联。 ┏型天线长度L应满足L+H≦λ/2，否则出现反向电流，使天线性 能变差。 ┏型天线水平臂作用： １、使⊥天线ηA↑（∵该部分电流分布均匀些） ２、天线具有一定方向性，通信距离↑。