电波与天线：简单线天线解析-水平对称振子

"《电波与天线》第二章主要探讨了简单线天线的各种类型，包括水平对称天线、直立天线、环形天线以及引向天线与背射天线。其中，重点讲解了水平对称天线，特别是双极天线的应用和特性。" 在无线通信领域，天线的设计和选择至关重要，因为它直接影响到信号的发射与接收质量。本章节主要聚焦于只考虑上半空间的情况，这是因为大多数无线电信号在传播过程中，主要在地球表面以上的空间中传输。在此背景下，我们来深入理解各种天线的特性。 首先，水平对称天线，也称为双极天线或π型天线，因其结构简单且便于安装而被广泛应用于短波通信。这种天线由两根等长的导线构成，呈水平布置，其特性阻抗约为1000Ω。在移动通信中，常见的44m或64m双极天线长度设计，是为了匹配馈线的特性阻抗，通常为600Ω。当天线一臂长度为12m或22m时，能获得较好的性能。 水平对称天线的一大优点在于其对抗干扰的能力。由于它辐射水平极化波，而大部分工业干扰为垂直极化波，因此可以减少干扰对通信的影响。在天线高度低于0.3波长时，它在高空方向（仰角90°）的辐射强度最大，适合用于300km范围内的通信。然而，随着距离增加，这种天线的增益下降，方向性减弱，适用的工作频段也相对狭窄。 分析天线的方向性时，可以将地面视为理想导电平面。在这种假设下，水平极化波的地面反射系数接近-1，可以利用地面下的负镜像天线来模拟地面反射对辐射的影响。镜像原理是解决天线方向性问题的关键，通过在理想导电平面的另一侧设立镜像电流元，以确保切向电场在平面上为零。水平线天线的镜像是负的，而垂直对称线天线的镜像是正的。 对于实际的非均匀电流分布天线，可以将其分解为多个电流元，并计算它们的镜像，从而得到整个天线的镜像模型。这种方法帮助我们理解和预测天线的辐射模式和方向图，对于天线设计和优化具有重要意义。 本章节内容涵盖了天线理论的基础知识，特别是水平对称天线的原理和应用，对于理解无线通信系统中的天线设计和性能评估提供了重要的理论依据。