引言:中波广播发射天线需要多付,多付天线之间的距离超过3~5工作波长就可以忽略天线互耦带来的影响,但是会占用很大的地面面积,若是该处的地价较为昂贵将是一笔不小的开销。当前由于人们的物质水平不断提高,对于精神方面的水平要求也在不断提升,天线在我们的生活中发挥了非常重要的作用,我们的广播,电视等日常常见的设备都需要有电线。天线是一个开放性设备,所以天线会受到周围环境中许多因素的影响,随着当代科学技术水平的而不断提升,需要加强对于天线互耦问题的研究,提高天线传输速度的同时提升资源的使用效率。
一、天线的基本理论
1. 天线的概念
在上世纪,从电磁波被发现到无线广播进入千家万户,无线电在我们的工作生活中都已经非常常见,在通信、电视、卫星等领域都得到了非常重要的应用,所以对天线的研究工作也应该越来越深入。天线的种类繁多,可以按照用途进行划分,也可以按照波长进行划分,当前我们生活中中比较常见的是通信天线、电视天线还有雷达天线等,不同的天线也被应用于不同的场景当中。
2. 天线在无线电系统中发挥的作用
在无线电通讯中,就是发射端发射出来电流通过天线进行破译和转变,以电磁波的方式传送给接收端的电线,再通过接收端的电线破译转变为电流,这就是无线电通信的过程,天线在此过程中担当电波和导波能量转换的角色。在发射端产生的电流将传输给天线,天线将能量转变为电磁波然后发送给接收天线,接收端天线收到电磁波之后,经过破译和转变将电磁波变为电流然后传给接收机器,无线电的工作原理比较便于理解,天线在其中发挥了非常重要的作用。
3. 天线的参数
天线的参数关系到天线的选择,需要根据天线的一些参数来判断天线的使用价值以及技术价值,常见的天线参数有下列几个:
(1)天线方向图
天线方向图就是在y轴和z轴上展示出天线距离和场强之间的关系,天线的场强一般受到距离天线的距离影响,绘制出相应的场强曲线图,一般是在水平面和铅垂平面上显示。
(2)主瓣宽度
天线方向图中有主瓣,主瓣的宽度就是半功率点对应的宽度,也就是最大的场强宽度,所以天线主瓣宽度也叫半功率波瓣宽度。主瓣宽度能够表示出天线的最大辐射区域,可以利用波瓣宽度进行标识,便于观察和分析。
(3)旁瓣电平
方向图中的旁瓣电平也就是实际实验中不需要辐射的地方,所以在实际中要尽可能降低该区域的电平,一般离主瓣区域越远电平数值也会越低。
(4)前后比
前后比是最大辐射方向上电平和其相反方向电平的比例值,以分贝为单位。
(5)方向系数
方向系数是在确定的位置上,用最大辐射方向上的辐射功率流密度和相同辐射功率的无方向性天线流密度之比。
(6)增益系数
增益系数就是天线的方向系数和天线效率的乘积值。
(7)频带宽度
频带宽度首先需要得到两个数值,也就是中心频率的数值,还有中心频率两侧的天线的最低下限频率值,二者做差就能够得到频带宽度。
(8)输入阻抗
当天线的输入阻挡和传输线的特性阻抗相同时,天线的工作效率最高,所以需要天线与馈线之间有良好的匹配从而提高天线的工作效率。
二、中波广播发射天线互耦对天线方向特性的影响
当多个电线同时启动工作时,需要对其中一个天线添加馈电,同时另一个天线实现耦合,产生感应电流实现激励。感应电流的大小取决于天线之间的距离,合理的调整天线之间的距离和长度能够改变电流分配比,借此对天线的方向性进行改变。假设两个天线一个天线是有源天线而另一个天线是无源天线,两种天线都有自己特定的工作原理,都按照水平和铅垂也就是y轴和z轴进行分布。在该过程中两个天线之间的距离用d表示,天线电流如果是正弦电流就可以清晰的找到电流间的振幅比和电位差。然后结合天线阵的原理可以重新描绘出两个天线的辐射阵,就能够计算出电流相位差的数值。通过公式可以看出自阻抗主要由天线的长度决定,而互阻抗主要由天线之间的距离确定,在实验中不断调整振子的长度和间距就能够得出不同的方向性。
结语:
电线在无线电传播中占据了非常重要的地位,任何形式的无线电传播都离不开天线。在天线阵中,由于天线与天线之间会互相影响,所以天线周围存在其他天线同步工作时,如果距离、位置等把控不当,电流就会发生改变,天线的方向特性也会发生改变。当前随着我们的生活质量不断提升,对于生活品质的追求也在提高,但是城市中很难实现大范围的天线架设,无法提供足够的天线假设场地,如果天线之间的距离选择不当就会给无线电传输的效果造成很大的影响。当前我国对天线的互耦研究正在逐步深入,但是在天线互耦对天线方向特性的影响方面研究还不够深入,本文通过分析和研究,为中波广播发射天线间的互耦对天线方向特性的影响做出进一步的理论分析,希望能够为天线的合理架设提供更多的依据,减少天线之间的互相影响,降低成本提高资源的利用率。最后天线架设在选址上还需要考虑到周围环境的实际情况,将天线的参数考虑进去,从而提升天线架设的合理性,提升无线电传播的效率和天线的工作效率。
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