短波寬帶全向天線應用研究
對采用線柵型扇錐結構的天線的不同導線數量、饋電端間距、扇錐張角下天線電壓駐波比和增益進行仿真計算,數值計算表明:
(1)圖2顯示的是雙錐天線當饋電端間距為某一固定值的條件下,在導線數量達到一定程度時,兩者性能相近。圖中選用9,15,21根導線,計算曲線表示當導線數量大于9根以上(其中包括11根導線值)天線的增益基本相近。本文引用地址:http://www.104case.com/article/192819.htm
(2)圖3顯示饋電端間距,即饋電處有限縫隙的選取對天線性能的影響,當饋電間距為0.4 m時,駐波比明顯高,但饋電端間距為0.6 m,0.8 m時電壓駐波比偏低一些,相對而言間距選0.8 m駐波比更低。
(3)圖4說明天線扇面角的變化將會改變天線的阻抗特性,以至于對天線輸入阻抗及天線駐波比產生影響。
計算曲線說明對于有限長度的雙錐天線在一定的頻率范圍內,不論在9~21根線之間怎樣選擇導線根數、中心饋電間距(0.4~0.8 m)和錐頂角(50°~90°),當工作頻率低于9 MHz頻率時,天線的駐波比VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)都是小于2,同時天線增益下降,追究其原因是天線熱損耗增加所致。理論上論述為對于有限長度的雙錐天線,當恰好包圍該天線的半徑為h的虛構的球面體內,TEM波和錐體末端產生的高次模同時存在,這些高次模主要產生天線的電抗。錐末端引起反射而建立的駐波比導致復數的輸入阻抗。據此由傳輸線概念給出雙錐天線的輸入阻抗zi:
式中:r為錐體長度;β=2π/λ(λ為波長);zin=zo=120ln cot(θ/4),zm=Rm+jxm同天線工作狀態有關的參數。對于不同的工作頻率,天線的輸入阻抗、駐波比、增益也不同。通過修改天線結構參數和與此有關的天線場地等,成為改善天線電氣指標的一個有效途徑。
3 實際天線調整
BPM短波授時5~15 MHz寬帶全向天線的每個振子由11根導線組成,中心饋電間距小于等于0.4m,天線特性阻抗是300 Ω,錐頂角為18.77°,對應的扇面角為58°,圖4中對應于5 MHz時VSWR≤1.7。符合圖3中當饋電間距為0.4 m時VSWR≤2,當工作頻率為10 MHz,15 MHz時天線駐波比VSWR≤1.5。
面對的問題是,在給定天線結構尺寸和工作頻段的條件下,如何使饋線上的電壓駐波比VSWR不大于某一計算值,且滿足發射設備匹配的要求。
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