同相水平天線由同相饋電的水平對稱振子組成的邊射式平面天線陣，為了保證單向的輻射和接收，在陣面的一側設定反射面。
同相水平天線是一種在短波中廣泛使用的天線陣，它是由層間距約為1/2波長，列間距約為1/2波長或1波長的多層多列全波或半波振子組成的。這種天線的最大輻射功率為500千瓦載波並加100%調幅。
基本介紹
- 中文名：同相水平天線
- 外文名：In-phase horizontal antenna
- 組成：水平對稱的振子
- 性能：同相水平天線為定向天線
- 特點：列分配饋線為對稱連線
- 地位：短波廣播使用得最廣泛的一種天線
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簡介
同相水平天線是短波廣播使用得最廣泛的一種天線。它是由多層多列的全波或半波振子組成的天線陣。層間距約為1/2波長，列間距約為1/2波長（半波振子）或1波長（全波振子）。正向發射時以等幅同相電流向每對振子饋電。水平方向圖由每層之振子數確定，振子數越多方向性越強；垂直方向圖由層數及最低層離地高度確定，層數越多方向性越強。以不同長度的分饋線向各列或各層振子饋電，使各振子之饋電電流相位變化而幅值不變，可使天線的發射主向左右偏移，或使主向上下移動。採用措施展寬天線頻寬，可用頻率最大值與最小值之比可達2。這種天線最大輻射功率為500千瓦載波並加100%調幅。為實現單向輻射，在天線陣後0.25波長處安置反射幕，此幕可以由略大於天線陣的導線柵網構成，導線平行於振子，導線間距小於0.1波長；也可用與天線陣相同之振子陣構成，其主饋線連線位置可調的短路棒。為展寬頻帶，振子常用籠形振子。
這種天線可用於短波幹線通信或廣播和米波警戒雷達等。
結構
同相水平天線也叫寬波段幕型天線它屬於短波天線，其基本構成為：①鋼結構桅桿，②鋼材質拉線，③發射，④反射幕等組成。
同相水平天線使用多個相同對稱振子（全波振子或半波振子），在矩形平面內平行排列成M層N列，層間距離為0.5λ0（λ0為設計波長），列間距離為λ0或0.5λ0。相鄰兩層的振子用雙線交叉連線，以便向各層振子同相饋電。從左到右，成對兩列振子（作為一組）在最低層分別用列分配饋線相連，成對兩組又分別用列分配饋線相連，最終合為一條主饋線連線發射機或接收機，列數為2、4或8等，各列分配饋線連線時嚴格對稱，以保證向各列振子同相饋電。每列各層振子電流等幅，各列振子電流也等幅。也可使各列振子電流從內向外幅度遞減，如按道爾夫－切比雪夫法設計最優振子電流分配並特殊設計分配饋線，可降低邊瓣電平。為了獲得單向輻射，在陣面後0.25λ0處平行裝置另一完全相同的反射振子陣，其主饋線連到位置可調的短路棒，藉以調整反射陣電流；或者在天線陣後0.25λ0處裝置略大於陣面的導線柵網，導線平行於振子軸，線間距離小於0.1λ0。整個天線可用吊索架在兩直立支柱間，振子軸平行於地面。用於雷達時，反射柵網架在中央支柱上，每個振子在饋電口用在網上短路的雙線棒固定在柵網上，天線連同支柱裝在可作360°旋轉的轉盤上。
性能
同相水平天線為定向天線。如不計地面影響，最大輻射在邊射方向，方位平面和俯仰平面方向圖分別取決於陣面的水平和垂直方向的電尺寸Dλ=D/λ（D為實際尺寸，λ為波長），Dλ越大，則主瓣越窄。各振子電流等幅時，零功率和半功率寬度分別近似為115°/Dλ和51°/Dλ。平坦地面對方位平面方向圖無影響，但使俯仰平面方向圖的最大指向上仰（Hλ為陣面中點對地面的電高度）。輸入阻抗是主饋線終端阻抗。設計阻抗變換器使主饋線行波係數在0.5以上。單層天線維持滿意的方向性和其他性能指標無顯著變壞的工作頻帶約為0.9～1.5λ0，雙層天線約為0.9～1.2λ0，四層天線約為0.95～1.08λ0。波長改變較大時應調整反射陣中短路棒位置和所有可調匹配設備。
影響工作頻帶的主要因素是頻率變化時不再使天線各振子電流同相。列分配饋線為對稱連線，能保證同相饋電。改層分配饋線為對稱連線，即從上到下每列的每兩層用雙線不交叉連線成為一組，再用雙線對稱連線兩組，最終與列分配饋線對稱連線，就可使工作頻帶略為增寬。如單振子採用低特性阻抗結構，饋線系統採用特殊設計，可緩和輸入阻抗對頻率的變化，使頻帶進一步加寬。
相關名詞
廣播發射天線
廣播發射天線將發射機輸出的射頻能量轉換為電磁波能量，並輻射到空間去的裝置。最基本的天線就是兩根終端開路且張開的導線，它與發射機的輸出相連線，便可在其張開處向四周輻射電磁波。
中波採用電長度等於1/4波長（指張開的導線長度是載波頻率的波長的1/4，或略大於1/2波長的垂直極化天線（天線與地面垂直）。前者用於小功率電台，後者用於大功率電台，也稱抗衰落天線。由於中波天線高，多採用自立式的鐵塔本身作為天線輻射體。
短波天線多採用同相水平天線陣（天線與地面平行），它由多個半波振子（電長度為1/2波長的天線單元）組成。有很強的方向性。
超短波天線（調頻及電視廣播用）採用魚骨形、環形、蝙蝠翼天線等。
天線
天線是輻射或接收無線電波的裝置。是通信、雷達、電子對抗和導航設備的重要組成部分。通常由金屬導線（桿）或金屬面網組成。用於輻射無線電波的天線稱為發射天線，它把發射機送來的交變電源能量轉換為空間電磁波能量。用於接收無線電波的天線稱為接收天線，它把從空間獲取的電磁波能量轉換為交變電波能量送給接收機。配有雙工器的天線，既可作為發射天線，也可作為接收天線。天線形式很多，可按用途、頻率、結構形式分類。長、中波天線通常使用T形、倒L形、傘形天線等；短波天線通常用的有雙極、籠形、菱形、對數周期、同相水平天線等；超短波天線通常用的有引向天線、螺旋天線等；微波天線通常使用面天線，如喇叭天線、拋物反射面天線等。移動電台多使用水平平面為無方向性的天線，如鞭形天線等。此外，採用有源器件的天線稱為有源天線，它可以提高增益，展寬頻帶，實現小型化。主要用於收信、電子掃描等場合。還有由多元天線陣和信息處理機組成的自適應天線系統，它可以根據接收信號的情況，使最大增益方向自動對準所需的信號方向，以提高通信、雷達等設備的抗干擾能力。
