在一些中小功率的高頻發射設備中,通常都采用多層十字型半波折合振子發射天線。這種天線的特點是結構簡單架設方便,其缺點是增益較低且帶寬相對較窄,在這里以雙層十字型天線為例說明一下其配接原理。圖1為此種天線的結構圖,我們知道一個半波振子的輸入租抗為平衡式300歐,而發射設備的輸出阻抗常為50歐不平衡式,所以首先要將折合振子的300歐平衡變換成75歐不平衡式(變換原理可參考我以前所發表的有關文章),然后將兩條長度為λ(波長)的75歐同軸電纜(稱分饋線)將上下兩層東西向的振子和用兩條長度為λ+λ/4的75歐電纜將上下兩層中南北向的振子聯結成一個節點1(如圖2所示),節點1的阻抗為75/4=18.75歐,由于發射設備的輸出阻抗為50歐,所以還必須進行阻抗變換,我們利用 這個公式進行計算,式中Z0為所需的λ/4長度的匹配電纜特性阻抗,Z1為節點1的阻抗,Z2為發射設備的輸出阻抗(節點2)。計算得 為此我們可以用一條長度為λ/4的50歐電纜和一條同樣長度的75歐電纜并聯來近似代替。
為何東西向和南北向的分饋線要相差λ/4呢?這是為了在水平面內使電磁波得到均勻的輻射,如分饋線的長度一樣其在水平面內的輻射圖如圖3,從圖中可見其輻射場在西南,東北,東南,西北的方向上是較弱的,如果南北向的振子與東西向的振子在饋電上相差π/2的相位,那末其形成的輻射場是一個旋轉磁場,其輻射圖如圖4所示,從圖中可見輻射場在全方位上都比較均勻了。根據傳輸線的原理要產生π/2的相位差只需將某一方向上(如南北向)的分饋線增加λ/4就可以了,這就是為何南北向和東西向分饋線相差λ/4的原因。
- 組圖十字(5660)
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