CN1016300B - 天线 - Google Patents

Abstract

本发明的天线包括共线排列的半波对称振子(2，3)，在两末端半波对称振子(2，3η)的一边放置一个四分之一波长振子(6，7)。振子交替地电感性和电容性相移60至120度。天线的接线端不对称地引自末端半波对称振子的自由端和相邻的四分之一波长对称振子的邻接端。

本天线用于接收和发送电磁波，其增益有了可观的提高。

Description

本发明涉及用于接收和发送电磁能量的天线。

人们熟知一种至少包括轴向配置在一边的两个半波对称振子的天线。每两个相邻配置的半波振子均与相移180度的电感移相电路各端相接，而振子之间的间距λ/8。最末一个半波对称振子的一个空端为有源天线接端。

众所周知，所谓半波对称振子是由线状细薄金属材料构成其长度为半波长，例如当工作频率为600MHZ时，波长为50厘米，则振子的长度为25厘米，此时在振子上的电流分布是这样的，在振子两端上是波节。对这种已知天线的描述可见Karl    Rothamel所著的“Antenna    manual”一书。

这种已知的天线的缺点在于其效率较低，即其增益不够大。

本发明的目的是为了提供一种提高增益的天线。

为了达到上述目的，本发明的天线包括“n”对置于同一轴向的半波对称振子，每对半波对称振子之间用具有电感特性的相应的移相电路连接起来。这里n的值可以从1到第n个基数。天线的有源端则引自最末端的半波对称振子中的一个自由端。按照本发明，在同 一轴向上的两末端的半波对称振子的一边总是配置一个四分之一波长的对称振子，而天线的无源端则引自相邻于有源端的四分之一波长振子。在各对半波对称振子之间和末端半波对称振子与各自的四分之一波长对称振子之间的连接呈电容性，同时感性和容性相移60至120度。

至于电容性连接的实现，可以从众所周知的方法，即通过改变两对相邻振子的间距，或通过将具有一定电容值的电容器的两端连接在两相邻振子的相应两端来实现。

我们推荐上述感性和容性相移的角度90度。

本发明的天线的优点是天线效率得到了提高，即它具有较高的增益，并增大了天线的效率。

各附图示出了本发明的天线的一个实施例，其中：

图1表示了具有“n”对半波对称振子的天线的基本实现;

图2表示了具有一对半波对称振子的天线的实现;

图1的天线包括配置在轴线0-0上的n对半波对称振子1₁，1₂，……1_n，即半波对称振子对2₁，-3₁;2₂，-3₂;……2_n-3_n。上述半波对称振子对2₁-3₁;2₂-3₂;……;2_n-3_n的各相邻端分别与电感性移相电路4₁，4₂，……4_n相连，移相电路相移60至120度。各对半波对称振子1₁，1₂，……，1_n之间为电容性连接5，它相移60至120度。在同一轴向0-0的两末端上的半波对称振子2₁，3_n的一边总是配置一个四分之一波长的对称振子6，7。6，7与半波对称振子2₁，3_n之间有一连接8。连接8具有相移60至120度的电容性特性。第一个半波对称振子2₁的自由端即为天线的有源端，它与同轴线9的内导 体相连，而四分之一波长对称振子6的相邻端则是天线的无源端，它与同轴线9的接地的外导体相连。天线的接线端可以由最后一个半波对称振子3_n和其四分之一波长振子7的相邻端的自由端引出和引入。

根据图2的天线，它包括一对半波对称振子2-3，在法波对称振子之间连接了一个能相移60至120度的电感性移相电路4，该移相电路由一线圈实现。在同一轴向0-0上的一对半波对称振子1的两端，总是配置一个通过连接8与半波对称振子对相连的四分之一波长对称振子6，7，连接8可以电容性相移60-120度。上述连接8是由四分之一波长对称振子6，7和其相邻的半波对称振子2，3之间的气隙实现的。天线的有源端引自半波对称振子2的自由端，其无源端则引自四分之一波长对称振子6的相邻端。有源端也可以取自半波对称振子3的自由端，而无源端也可以取自四分之一波长振子7的相邻端。

对上述天线的改变，可以实现多单元的天线系统，这些天线系统的各振子间配以适当的振幅一相位馈电，并加以适当的调整。

上述天线可以用来接收和发送电磁能量。它由一排共线的、并从60至120度交替进行电容性和电感性相移的半波对称振子组成。其中的四分之一波长振子6，7则起了协同振子的功能。

如图2所示的天线，它由一对工作在160MHz至200MHz的半波范围内并经电感性和容性相移90度的半波对称振子组成。这种天线可以在168MHz频率上相对于半波振子获得5.7db的增益。当这一对半波对称振子工作在450MHz至540MHz的分米波 范围内时，在525MHz的频率上相对于半波振子的增益为4.4dB。

表1列出了按本发明实现的各种天线的预期的增益和原型天线的增益，以便对它们作一比较。

表1

振子数    天线组成

天线（160至200MHz450至540MHz）    2    3    4    5    6    7    8    10

增益

移相为90度    5.7    近似    近似    近似    近似

（168MHz）

的本发明的    -    -    -

4.4    8.5    9.4    10.5    11.3

天线    （525MHz）

原型天线    1.8    3.2    4.5    5.8    6.2    6.9    7.5    -

对表1进行分析可以看到：本发明的天线在其增益近似于原型天线的情况下，其相应的有效孔径电长度要比原型天线小两倍。

表1列出了半波振子数（即n）分别等于1，2，3，4和5时本发明的天线增益，但是不言而喻，具有振子数大于上述例子的本发明的天线也是可以实现的。

上述天线采用不对称接线端，所以能够直接与不对称线相接，例如，可以直接与同轴线相接。不对称线的连接也可用一配置振子单元 来实现。用一对称振子和一个配接单元也能实现天线与对称线之间的连接。

Claims (3)

1、一种包括一对或多对半波对称振子的天线，该半波对称振子置于同一轴向上，各对半波对称振子的两个半球对称振子之间相应的具有电感特性的移相电路相连，天线的有源端引自最末半波对称振子的一个自由端，上述天线的特征在于：

同一轴向(0-0)上的两末端半波对称振子(2，3n)的一边都配置一个四分之一波长对称振子(6，7)，天线的无源端引自四分之一波长对称振子(6，相对于7而言)，该振子6邻接于有源端，而在半波对称振子对(1，1₂，……1_n)之间和在半波对称振子(2₁，3_n)的两末端与它们相应的四分之一波长对称振子(6，7)之间的连接则成电容性，并且电容性和电感性相移60至120度。

2、根据权利要求1的天线，其特征在于，上述具有电感性的移相电路（4₁，4₂，……4_n）相移为90度。

3、根据权利要求1的天线，其特征在于，具有电容性的连接（5，8）相移90度。

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