《电波与天线》第2章：鞭状天线与对称振子方向图解析

“鞭状天线随天线高度变化的立体方向图-《电波与天线》第2章_简单线天线” 本文主要探讨了《电波与天线》第二章中的简单线天线类型，包括鞭状天线、对称振子天线以及它们在不同高度和长度条件下的立体方向图变化。这些天线类型在无线通信和射频（RF）领域具有广泛应用。 首先，鞭状天线，也称为直立天线，是一种简单的单极天线，通常用于发射或接收垂直极化的无线电波。随着天线高度的变化，其立体方向图会相应改变。当鞭状天线的高度增加时，其辐射模式将更集中在天线顶部，导致更好的方向性，这对于远程通信是有益的，因为它能集中能量向特定方向传播。 对称振子天线，又称为水平对称振子或π型天线，由两个相等长度的臂组成，形状类似字母“π”。这种天线辐射水平极化波，因此在短波通信中特别有用，因为工业干扰多为垂直极化，水平极化天线可以减少这些干扰。双极天线的特性阻抗通常在1000Ω左右，馈线特性阻抗通常为600Ω，例如44m或64m的双极天线常用于移动通信。当天线长度为12m或22m时，馈线使用约10m长的双导线。 对于天线方向性的理解，通常利用电磁场的镜像原理。在理想导电地面条件下，地面反射系数接近-1，这意味着地面可以视为负镜像，它影响天线的辐射模式。水平线天线的镜像是负镜像，而垂直对称线天线的镜像是正镜像。通过将实际天线分解为多个电流元，并考虑它们的镜像，可以分析整个天线的辐射特性。 在实际应用中，当双极天线的架设高度小于0.3波长时，它向高空方向（即仰角90°）辐射最强，适合于300km范围内的通信。然而，如果距离较远，这种天线的增益较低，方向性不明显，工作频段也相对狭窄。因此，选择合适的天线类型和调整其参数以适应不同的通信需求至关重要。 理解和掌握鞭状天线和对称振子天线的立体方向图及其随高度变化的特性，对于设计、安装和优化无线通信系统是至关重要的，特别是在微波和射频通信中。这些基本的天线理论不仅适用于业余无线电爱好者，也是专业工程师进行天线设计和系统性能评估的基础。