天线的主要电参数

  衡量一副天线的好坏,要用天线的电参数来描述。天线的主要电参数包括:方向性、增益、效率、、辐射、频带宽度等。

  (1)天线的方向性天线的方向性是描述天线在不同方向的不同特性。对于发射天线,它在不同方向上辐射电磁波的能量不同,对于接收天线,它对来自空间不同方向、强度相同的电磁波相对接收的能力不同。不同形式的天线,其方向性也不相同。天线的方向性可用方向性图、方向系数或波瓣宽度(辐射宽度)来表示。

  由于天线在水平面和垂直面的方向性不同,因此,表示一副天线的方向性,必须有水平面和垂直面两个方向图。

  (2)天线的增益天线的增益与放大器的增益不同,它不是把输入信号放大,而是描述定向天线辐射或接收电磁波的能力比标准天线大的程度。定向天线的增益定义:在电磁波场强相等的条件下,定向天线在{zd0}接收方向(即主瓣{zd0}值方向)向匹配输出的有用电视信号功率与放在该处的无损耗全向天线(标准天线)向匹配负载输出的有用电视信号功率之比,或两者之差。常用符号G来表示,定向天线的增益越大,它的方向性越强。

  (3)天线的效率一般说来,天线从馈线得到的功率,一部分由天线辐射出去;另一部分将由构成天线体的导体及介质损耗掉。天线效率等于发射功率与输入功率之比。同一副天线,在接收和发射两种状态下,其效率值是相同的。

  在接收状态下,天线的效率定义为天线实际向匹配负载输出的{zd0}功率和假定天线无损耗时向匹配负载输出的{zd0}功率的比。常用符号η来表示。

  (4)输入阻抗天线的输入阻抗定义为天线两馈电点(即天线输入端)的高频与高频之比。不同天线的输入阻抗一般是不同的。

  一般来说,输入阻抗是由和电抗组成的复合阻抗。由于电抗中会储存一部分能量,使天线输出的电视信号功率减少。但当天线处于谐振状态时,输入阻抗为纯。这就是电视接收天线(八木天线)的尺寸与接收电视频道有关的原因。八木天线中的有源振子一般采用折合半波振子,振子的上下两导体长度为入/2时,折合振子的输入阻抗是纯。在设计、制作电视接收天线时,天线振子的长度比半波长要短,约为O.48λ。

  用馈线连接天线时,要选用馈线的特性阻抗与天线的输入阻抗相同,也称匹配,才能有效地传输天线上接收到的信号能量。

  (5)频带宽度天线的频带宽度是指天线的增益、方向性系数、输入阻抗等电气特性满足规定要求时,向馈线输送的功率为中心处输出功率的1/2时所对应的两个频率之差。也称为天线的通频带。

  有线电视台接收VHF频段信号使用的单频道八木天线,要求其频带宽度为8 M,接收13~24频道的多路微波天线,接收为470~566 MHz,频带宽度应为96 MHz。

  (6)电压驻波比当天线与馈线不匹配时,从接收天线向馈线传输能量中就有一部分被反射,在天线中形成驻波,这个驻波的{zd0}电压与最小电压之比称为天线的电压驻波比,它决定于天线的输入阻抗与电缆特性阻抗的匹配程度。当天线输入阻抗严格等于电缆特性阻抗时,实现xx匹配,驻波比为l,从天线向电缆传输的信号能量{zd0}。电压驻波比越大,阻抗越不匹配,天线向电缆传输的效率越低。

  天线的电压驻波比不仅同天线本身的性质有关,也同使用韵电缆和器的性质有关。天线系统匹配越好,电压驻波比越接近1。

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