[實用新型]優化高斯天線

無效

• 申請號: 88219020.2
• 申請日: 1988-11-19
• 公開（公告）號: CN2043007U
• 公開（公告）日: 1989-08-16
• 發明（設計）人: 楊立平
• 申請（專利權）人: 航空航天工業部六○七研究所
• 主分類號: H01Q19/30
• 分類號: H01Q19/30
• 代理公司: 航空工業部專利事務所
• 代理人: 王偉

本實用新型屬于八木電視接收天線類，為家用電視接收天線，也可用于共用電視天線系統。

現有普通八木天線，一般都是直半波長振子。要想提高天線的增益，只能增加天線振子數目，或者調整天線振子的電流耦合間距。這兩種方法均將使得天線龐大笨重，成本提高，從而給一般家庭使用帶來困難；同時，如作為共用電視天線，也因太笨重而給安裝、調試帶來困難。

《IEEE，AP－31》Number????????3，第522－525頁發表的《賦形偶極子八木天線陣的最佳方向性》文章，盡管對天線振子的形狀引起的電流分布作了研究，提出了具有最佳方向性的偶極子八木天線陣，但天線振子直徑太大，天線增益也不甚理想。

本實用新型的目的是提供一種具有高增益的輕巧電視接收天線。

本實用新型的目的是通過如下措施來達到的：在引向振子與有源振子之間連接短路器；把天線支架的中央部分懸空，讓支撐點位于三種振子（引向振子、有源振子以及反射振子）的電流零點附近。

本實用新型同上述文獻給出的天線相比較，對于同樣的三單元高斯曲線型天線。優化高斯天線振子的直徑將減小一半以上，天線增益將提高2～3dB，采用五單元優化高斯天線，在設計頻段內，天線增益可達13～15dB。而普通直半波長振子八木天線，要用十五單元才能達到相同的電性能。對相同電視接收性能而言，優化高斯天線成本將減少一半，重量將減輕三分之二以上。

下面結合附圖進一步闡述優化高斯天線的實施方案。

圖1是本實用新型天線振子的電流分布圖。

圖2是優化高斯天線的整體結構圖。

首先，我們利用上述文獻所提供的數學表達式，用計算機對高斯曲線型天線振子進行優化設計，找出使這種天線具有最佳增益的分布參數，并計算出了這種天線的引向振子。有源振子及反射振子的最佳長度。然后，利用普通八木天線最佳振子間距的原理，找出高斯曲線型天線振子間電流耦合的最佳距離。

圖1示出了優化高斯天線振子的電流分布情況，該圖是由上述文獻提供的。圖1a、圖1b、圖1c中的A、B、C分別代表引向振子，有源振子及反射振子的電流分布零點。圖1中的1I1表示電流幅度，x／λ表示對波長歸一化的橫坐標。可以看出，每根振子的電流零點位置是不相同的。根據八木天線原理，要想使八木天線成為一個端射陣，就必須使各引向振子的電流相位依次落后于有源振子的電流相位，從而使得由有源振子、反射振子和若干根引向振子組成的多元端射陣天線，在有源振子指向引向振子的正向獲得較強的幅射（即高的天線增益），而在相反方向幅射較弱。為達此目的，我們對優化高斯天線的三種振子，利用短路器〔4〕進行“強制相位處理”。即把有源振子的電流零點同若干引向振子的電流零點用短路器連接起來，使得各振子電流在天線正向同相疊加。從而達到提高天線增益的目的。

圖2示出了由三根引向振子〔1〕、有源振子〔2〕、反射振子〔3〕、短路器〔4〕、天線支架〔5〕及引出電纜〔6〕組成的優化高斯天線平面圖。短路器〔4〕為10mm寬1mm厚的普通鋁合金片，也可用其它導電性能良好的金屬片代替。用鉚接法或導電膠把短路器〔4〕與各引向振子的電流零點同有源振子的電流零點連接在一起，短路器〔4〕可以位于天線Y－Y中心軸線的左邊，也可位于Y－Y軸線的右邊，天線支架〔5〕由電損耗小的塑料支架構成。其形狀要加工成支架的中央部分懸空（因為中央部分是各振子電流分布的最大點），支撐點選在各振子電流分布的零點附近。引出電纜〔6〕選用SYV－75－5同軸電纜，直接連接在有源振子的兩個接線柱〔7〕上。

結合圖2例子，下面進一步說明優化高斯天線的制作方法。

圖2給出的是中心頻率為530兆赫的五單元優化高斯天線平面圖，利用上述文獻給出的數學表達式計算的各振子長度均為1.5波長（波長為566毫米），各振子直徑均為0.02波長，各振子的曲線形狀可由上述文獻給出的數學表達式計算出，利用普通八木天線最佳振子間距原理，求得各振子間距分別為：三根引向振子〔1〕之間的間距為100毫米，有源振子〔2〕與緊挨著的第一根引向振子〔1〕的間距為86毫米，有源振子〔2〕與反射振子〔3〕的間距為122毫米。三種振子的電流零點分別位于：引向振子〔1〕在距Y－Y中心軸線0.1波長處，有源振子〔2〕在距Y－Y軸0.18波長處，反射振子〔3〕在距Y－Y軸0.2波長處，天線支架由兩個完全相同形狀的塑料支架用螺釘連接而成。在每個天線支架置放天線振子的支撐位置，銑有同振子直徑相配的曲線槽。