正交振子天線

由兩個形式相同且相互正交的對稱振子構成的天線，其對稱振子上的激勵電流大小相等，相位相差π/2，又稱為旋轉場天線。（《中國大百科全書·電子學與計算機》）

基本介紹

• 中文名：正交振子天線
• 外文名：Quadrature oscillator antenna
• 別名：旋轉場天線

簡介

在構成這種天線的對稱振子裡，最常用是半波振子，也可以用環天線（磁偶極子）或短天線（電偶極子）等形式。這種天線最初是作為超短波調頻廣播天線於1936年出現的。後來採用各種寬頻帶對稱振子（例如林登布萊德振子、白勞德面振子和蝙蝠翼形振子等）構成的正交振子天線，廣泛用作電視廣播發射天線，其中以蝙蝠翼形振子用得最多。

基本原理

由兩個短天線構成的正交振子天線，在以短天線所在平面為參考面的θ方向和時間t 時Ecos(ωt-θ)。它是電場在某一方向θ於某一時刻t時可達到的最大值。因此，天線輻射電場的有效方向圖是一個圓。在某一時刻，天線的方向圖呈8字形，與單個短天線的相同，在一個周期內，該8字形繞天線的中心桿旋轉一周（圖1b），因而這種天線也稱為繞桿式天線。

正交振子天線在振子所在平面的輻射場為線極化；在該平面法線方向為圓極化；在其他方向為橢圓極化，極化橢圓的軸比隨方向不同而變化。由半波振子構成的正交振子天線在振子所在平面的方向圖近似圓形。若將對稱振子水平放置，則水平面的方向圖近似為一圓，正好滿足一般電視、廣播的需要，因而得到廣泛套用。電視、廣播天線要求在垂直面的方向圖尖銳一些，為此可將幾副這樣的正交振子天線沿垂直方向以0.5～1倍工作波長的間距疊架成正交振子天線陣。

示意圖(圖2)

電視發射天線要求有良好的寬頻帶特性，即應該保證在整個通頻帶內有良好的匹配，否則會因電波的反射而在電視機上出現重影。為了獲得寬頻帶特性，應該設法增大對稱振子的橫截面積。蝙蝠翼形振子（圖2a）能夠較好地滿足這種要求。為了減小承風面積和重量，振子面做成柵條形。饋電點在2處，兩端在3處短路，於是在2和3間形成駐波，2點處的電壓最高。如果把振子框架的水平部分看成是幾個水平對稱振子，則在2點的振子最短，它的阻抗很大，因而振子上的電流較小。從2點到3點，振子逐漸變長，雖然駐波的電壓逐漸變小，但因對稱振子的輸入阻抗減小快而使振子上的電流仍然逐漸加大，所以上下兩端的對稱振子起主要作用。在與振子面相垂直的H平面上的方向圖如圖2b，z相當於垂直方向，x相當於水平方向。蝙蝠翼形振子的輸入電阻約為130～153歐，輸入電抗不大於±10歐。對天線通頻頻寬窄起主要作用的是在中間部分的收縮尺寸。天線桿1的粗細也會影響天線的阻抗和方向特性，因此，若單從電性能上考慮，桿徑應該儘量小些，但應保證足夠的機械強度，一般選擇為0.1～0.15λ，最大不超過0.2λ。

製作材料

蝙蝠翼形振子和天線桿一般都是用鋼管做成，在表面上鍍鋅以防腐蝕。蝙蝠翼形振子有時也鍍銅或用合金鋼材料製作。

主要優點

正交蝙蝠翼形振子天線的主要優點是：

①通頻頻寬度可達20%～25%；

②駐波係數小於1.1；

③不需用介質絕緣子，振子與天線桿的固定很牢靠；

④有較大的功率容量；

⑤軸向輻射小。