微波与天线技术第8章线天线.ppt

2. 电视发射天线 1) 电视发射天线的特点 ① 频率范围宽。我国电视广播所用的频率范围: 1～12频道（VHF频段）为 48.5～223MHz; 13～68频道（UHF频段）为 470～956MHz。 ② 覆盖面积大。  ③ 在以零辐射方向为中心的一定的立体角所对的区域, 电视信号变得十分微弱, 因此零辐射方向的出现, 对电视广播来说是不好的。  ④ 由于工业干扰大多是垂直极化波, 因此我国的电视发射信号采用水平极化, 即天线及其辐射电场平行于地面。  ⑤ 为了扩大服务范围, 发射天线必须架在高大建筑物的顶端或专用的电视塔上。 这就要求天线必须承受一定的风荷、 防雷等。  以上这些特点除了要求电视发射天线功率大、频带宽、 水平极化, 还要求天线在水平面内无方向性, 而在铅垂平面有较强的方向性。 2) 旋转场天线 设有两个电流大小相等I1=I2、相位差ζ=90° 的直线电流元, 在水平面内垂直放置, 如图 8 - 35所示。 在xOy平面内的任一点上, 它们产生的场强分别为 因而两电流元的合成场为  E=Asin(ωt+ ) (8-4-31) (8-4-32) 式中， 图 8 – 35 旋转场天线辐射场 由图 8 - 36 可见, 旋转场天线方向图是一个“8”字以角频率ω在水平面内旋转, 其效果是在水平面内没有方向性, 稳态方向图是个圆。  由于电流元的辐射比较弱, 实际应用的旋转场天线, 常常以半波振子作为单元天线, 这时, 场点P处的合成场强的归一化模值为 其方向图在水平面内基本上是无方向的, 如图 8 - 37 所示。 (8-4-33) 图 8 – 36 单个电流元和两正交电流元的方向图 (a) 单个电流元的方向图； (b) 旋转场天线方向图 图 8 – 37 电流幅度相等、 相差为90°的正交半波振子的水平面方向图 为了提高铅垂面内的方向性, 可以将若干正交半波振子以间距半波长排阵, 然后安装在同一根杆子上, 而同一层内的两个正交半波振子馈电电缆的长度相差λ/4, 以获得90°的相差, 如图 8 - 38所示。这种天线的特点是结构简单, 但频带比较窄。 电视发射天线要求有良好的宽频带特性, 因此在天线的具体结构上必须采取一定的措施。 目前调频广播和电视台所用的蝙蝠翼天线就是根据上述原理和要求设计的, 其结构如图 8 - 39 所示。 图 8 – 38 正交半波振子阵 图 8 – 39 蝙蝠翼天线 (a) 结构； (b) 馈电 8.5 移动通信基站天线 1. 移动通信基站天线的特点 顾名思义, 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行信息传输和交换。 也就是说, 通信中的用户可以在一定范围内自由活动, 因此其通信的运行环境十分复杂, 多径效应、衰落现象及传输损耗等都比较严重; 而且移动通信的用户由于受使用条件的限制, 只能使用结构简单、小型轻便的天线。 这就对移动通信基站天线提出了一些特殊要求, 具体如下:  ① 为尽可能避免地形、地物的遮挡, 天线应架设在很高的地方, 这就要求天线有足够的机械强度和稳定性;  ② 为使用户在移动状态下使用方便, 天线应采用垂直极化;  ③ 根据组网方式的不同, 如果是顶点激励, 采用扇形天线; 如果是中心激励, 采用全向天线; ④ 为了节省发射机功率, 天线增益应尽可能的高;  ⑤ 为了提高天线的效率及带宽, 天线与馈线应良好地匹配。  目前, 陆地移动通信使用的频段为150MHz(VHF)和450 MHz、 900 MHz（UHF）、1800 MHz。  2. 移动通信基站天线 VHF和UHF移动通信基站天线一般是由馈源和角形反射器两部分组成的, 为了获得较高的增益, 馈源一般采用并馈共轴阵列和串馈共轴阵列两种形式; 而为了承受一定的风荷, 反射器可以采用条形结构, 只要导线之间距d小于0.1λ, 它就可以等效为反射板。 两块反射板构成120°反射器, 如图 8 - 40 所示。反射器与馈源组成扇形定向天线, 3个扇形定向天线组成全向天线。 图 8 – 40 120°角形反射器 图 8 – 41 并馈共轴阵列 串馈共轴阵列如图 8 - 42 所示,