再说平板天线。。

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/20 03:40:48
  • 您好,欢迎光临本站
  • 收藏本站
  • 首页
  • 技术资料
  • 寻星参数
  • 软件下载
  • 技术论坛
再说平板天线[ 来源: 『济南卫视世界网』 | 更新日期: 2009-2-16 15:51 | 作者: mrli ] 缝隙式平板天线的问世

从前年开始,就断断续续的听说国内有些厂家打算生产制造平板天线。当时我就想,如果国内能生产制造出平板天线的话,恐怕要解决不少的技术和工艺问题,要适应国内接收卫星信号的要求,同时制造成本要降下来才行。如果这些问题解决了,再加之国家将要发射电视直播卫星,应该说,这是个很有市场潜力的项目。
没过多久,在去年3月的本刊第八届读者联谊会上,有一家知名厂商在会上讲,他们将生产平板天线,而且很快就要拿出样品。5月我在一次会议上终于见到了国内生产的一种新型平板天线的样品。小巧的身驱,形状的别样,良好的效果,使我一下子激动起来,我们终于有了国人生产的平板天线了。这是一款有别于以前我们见到过的振子式平板天线,它叫缝隙式平板天线,从样品到成品,又经过了漫漫长路,一年后的今天我们才见到了真正意义上的可以使用的缝隙式平板天线,见题头图,名叫海域TM平板天线。
目前这款缝隙式平板天线外形尺寸是长360mm、宽196mm、厚85mm,为天线和高频头一体化的平板天线,重约1.5kg,增益为30dB,驻波比小于1.5,前后比为31.8dB,接收频率范围有二种,分别是11.7~12.75GHz(高频头本振频率为10.75GHz)和10.7~12.75GHz(双本振高频头,本振频率为9.75和10.6GHz)。这里有人不免会问,这么小巧的天线能接收到信号吗?如果能接收到信号的话,它又相当于多大口径的反射式抛物面偏馈天线呢?我们根据实际接收来看,这面平板天线可以收到卫星EIRP值是52dBW的信号,也就是说这面36cm×19.6cm≈720cm2平板天线可以接收到卫星EIRP值为52dBW的信号。那么接收52dBW的卫星信号要使用偏馈天线需要多大口径的呢?根据Ku波段偏馈天线口径简便公式=10来计算,在EIRP值为52dBW时,使用的偏馈天线口径D=10=10≈44cm,按偏馈天线系列产品取值D为45cm,这就是说这面如此小巧的平板天线相当于45cm口径的偏馈天线。

我们再近似看看两者的面积:
缝隙式平板天线面积为长×宽=36cm×19.6cm≈720cm2
反射式抛物面天线近似面积为πR2=3.14×()2≈1600cm2
从两者接收或反射板的面积来看,接收同样是52dBW的卫视信号,平板天线只需要720cm2的天线面积,而偏馈天线却需要1600cm2的天线面积。显然,使用偏馈天线面积要比使用平板天线要大一倍多。如此结果,只能说明平板天线的效率比偏馈天线效率高多了。
如此高效的缝隙式平板天线内部是什么样子,它又是怎么工作的呢?

缝隙式平板天线的工作原理

在谈缝隙式平板天线工作原理之前,让我们了解一下有关波导的情况。波导是用金属材料制成的不同形状,内空外封闭传输信号的腔形导体,它有园波导、椭圆波导、方波导、矩形波导等见图9。目前常用的高频头前端腔体就是一种圆波导,单极化高频头的馈源部分有的就是矩形波导,见图10。波导实际上就是一种传输超高频信号一微波信号的导线(体),当传输的信号频率低时,可以用普通电线传输。传输信号频率高时,普通电线衰减会很大,就得用电缆传输,电缆的传输衰减要小些。当传输频率再高时,如微波,同时又希望传输的衰减很小,此时就必须用波导来传输了,它的传输衰减非常小,要比电缆衰减小很多。所以在高端产品里,比如通信系统,常用波导传输。同时波导的驻波比好,反射小,可以保证传输的信号绝大部分由入口端传输到出口端。另外,波导又是一个封闭的传输线,可以完全保证波导内传输的信号不受外界各种干扰,而且也可保证波导内传输的信号不会辐射出波导,从而保证了传输信号的质量和数量。需要强调的是,波导内传输的微波信号是以场的形式存在的。

由此我们知道了波导有如此之多的优越性,它的高质量也要求波导的生产工艺水平很高、生产成本也很高,标准的波导制作工艺严格,内壁加工的光洁度很高,波导很贵,1m波导的价格要数千元,甚至有的高达万元。如可变椭圆波导,价格就相当昂贵。我们现在使用的低价位高频头中的波导是很难把它称作波导的,把它称之为粗制滥造的波导决不为过。
当知道了什么是波导后,我们再看看波导传输信号的情况。由于波导内传输的是电磁波,自然在波导的内壁上会激励出表面电流,在正常情况下,这个表面电流是沿着波导的同一方向流动。若是在波导上出现了一个小裂缝的话,电流传输受到裂缝的切断,改变了表面电流的流线,如图11。裂缝受到激励便在裂缝两端产生出电磁场,电磁场沿裂缝的分布呈正弦规律。
这就是说,我们在一些波导上以人为方式开凿出一些有规则的裂缝,波导内电波便可以从缝隙处向外辐射。或者空中的电波从裂缝的缝隙处被有效的吸收到波导里。这个裂缝的大小和规则是有规律的,相当于前面讲到的振子式平板天线的基本的辐射单元。


揭开缝隙式平板天线高效的外衣

前面我们谈到了缝隙式平板天线,尺寸很小,却效率很高,这么一小块平板天线竞有如此之高的效率,它究竟是什么结构、什么样子呢?
缝隙式平板天线也是一种如前面所讲振子式平板天线一样的阵列式天线。
缝隙式平板天线又可分为谐振式和非谐振式两种。通常我们常用的是谐振式的,因为它的辐射方向是垂直于平板天线的,便于使用,目前的产品大多属于这一类。非谐振式缝隙平板天线,尚未见到有产品,它最大的好处是可通过改变馈电相位,从而改变平板天线的辐射方向。这实际上是我们进行天线辐射方向自动化调节一个好办法,但制造这种天线很难很难,这是后话。
我看到过一款已申请专利的缝隙式平板天线的结构图,见图12。这里要重申:该平板天线已申请专利,那就应该受到专利保护。有条件生产的厂家不要仿造,即使照猫画虎造出来,肯定也不能用,因为它有许多工艺和细节技术从图上是看不出来的。

从图12上可以看出,这款缝隙式平板天线除去塑料外壳之后,内部由三层金属板构成。最上一层称为缝隙辐射层,它是在金属板上面整整齐齐开凿了许许多多的排列有序的裂缝。这许许多多大小一致的裂缝,相当于前面谈到的振子式平板天线的半波振子辐射单元,或者说这每一个小裂缝就是一个缝隙天线单元。而由这众多裂缝组成的缝隙天线阵就构成了这种平板天线。所以,缝隙平板天线也是一种阵列式平板天线。
如果我们再仔细的探讨一下,这个有规则的裂缝的大小尺寸是多少时,你会发现这裂缝辐射元的长度恰好等于Ku波段平均波长的二分之一。因此我们说缝隙式平板天线的工作原理仍然符合半波振子天线的理论。
我们还看到, 两个相邻的裂缝辐射元的中心之间距离,恰好是半个波长,所以判断这款平板天线是谐振式缝隙平板天线。它的辐射是由众多的裂缝辐射单元累加的,而且垂直于平板天线。此时平板天线口径上电场的分布是同相的,故又称为匹配的缝隙天线。
缝隙式平板天线的第二层,也就是中间层,我们把它叫做传导层,它是起着将第一层缝隙辐射层的各个裂缝辐射元吸收来的电波信号通过传导层的各个对应“窗口”耦合到第三层波导馈电层或称之为波导传输层上去。
缝隙式平板天线的第三层实际上是与第二层传导层共同构成了波导的传输馈电电路,从而真正成为波导传输层。我们仔细的看看这些波导,基本上是矩形波导,波导的尺寸也严格的符合Ku波段信号波长规律。同时我们可以看到这些波导的加工工艺要好多了,这样光滑明亮的波导内璧,才能保证电波在波导中传输无反射,驻波比好。
同时我们还会看到,由于裂隙辐射元是并联形式联接的,那么每并联一次便会改变一次传输阻抗,为了匹配联接,只有改变波导的阻抗来解决,所以我们看到每一段的波导的尺寸是不完全一样的,包括波导的宽窄、高低和长短。这就是通过改变波导尺寸来改变波导阻抗来达到匹配的目的。正是由于信号传输中处处匹配,所以衰减才小。
正是由于缝隙式平板天线采用了良好波导来传输信号,使得它衰减小,驻波比好,完全的同相馈电,所以才效率高。
缝隙式平板天线与高频头一体化

平板天线与高频头一体化是大势所趋,无论是振子式的平板天线还是缝隙式的平板天线,现在的产品大部分都将高频头做在平板天线里面,这样的处理,会出现一些新情况:
1、高频头和平板天线做在一起,使调节因素全部落到了天线上,无需调节高频头。
2、由于极化调节转为调天线,因此高频头只需单一极化。
3、原来的高频头大部分使用在反射式抛物面天线上,所以高频头和馈源一体化的多。目前用在平板天线上,因接收方式改变,一体化高频头便没有使用的必要,所以在平板天线中的高频头是没有馈源的。
缝隙式平板天线最大的特点是通过波导来馈电或传输信号,也就是平板天线的输出是通过波导传送到高频头上去,那么高频头与波导如何联接呢?其实很简单,只要二者之间加一变形波导就可以了。因为现代技术早就实现了方变矩、圆变矩等等变形波导的生产。不过尽管这样,仍要注意阻抗是否达到真正的匹配。 我也来说两句 查看全部回复 责任编辑: mrli 最新回复相关评论()发表评论mrli 于 2009-2-16 15:59:18 回复说: 缝隙式平板天线的问世

从前年开始,就断断续续的听说国内有些厂家打算生产制造平板天线。当时我就想,如果国内能生产制造出平板天线的话,恐怕要解决不少的技术和工艺问题,要适应国内接收卫星信号的要求,同时制造成本要降下来才行。如果这些问题解决了,再加之国家将要发射电视直播卫星,应该说,这是个很有市场潜力的项目。
没过多久,在去年3月的本刊第八届读者联谊会上,有一家知名厂商在会上讲,他们将生产平板天线,而且很快就要拿出样品。5月我在一次会议上终于见到了国内生产的一种新型平板天线的样品。小巧的身驱,形状的别样,良好的效果,使我一下子激动起来,我们终于有了国人生产的平板天线了。这是一款有别于以前我们见到过的振子式平板天线,它叫缝隙式平板天线,从样品到成品,又经过了漫漫长路,一年后的今天我们才见到了真正意义上的可以使用的缝隙式平板天线,见题头图,名叫海域TM平板天线。
目前这款缝隙式平板天线外形尺寸是长360mm、宽196mm、厚85mm,为天线和高频头一体化的平板天线,重约1.5kg,增益为30dB,驻波比小于1.5,前后比为31.8dB,接收频率范围有二种,分别是11.7~12.75GHz(高频头本振频率为10.75GHz)和10.7~12.75GHz(双本振高频头,本振频率为9.75和10.6GHz)。这里有人不免会问,这么小巧的天线能接收到信号吗?如果能接收到信号的话,它又相当于多大口径的反射式抛物面偏馈天线呢?我们根据实际接收来看,这面平板天线可以收到卫星EIRP值是52dBW的信号,也就是说这面36cm×19.6cm≈720cm2平板天线可以接收到卫星EIRP值为52dBW的信号。那么接收52dBW的卫星信号要使用偏馈天线需要多大口径的呢?根据Ku波段偏馈天线口径简便公式=10来计算,在EIRP值为52dBW时,使用的偏馈天线口径D=10=10≈44cm,按偏馈天线系列产品取值D为45cm,这就是说这面如此小巧的平板天线相当于45cm口径的偏馈天线。

我们再近似看看两者的面积:
缝隙式平板天线面积为长×宽=36cm×19.6cm≈720cm2
反射式抛物面天线近似面积为πR2=3.14×()2≈1600cm2
从两者接收或反射板的面积来看,接收同样是52dBW的卫视信号,平板天线只需要720cm2的天线面积,而偏馈天线却需要1600cm2的天线面积。显然,使用偏馈天线面积要比使用平板天线要大一倍多。如此结果,只能说明平板天线的效率比偏馈天线效率高多了。
如此高效的缝隙式平板天线内部是什么样子,它又是怎么工作的呢?

缝隙式平板天线的工作原理

在谈缝隙式平板天线工作原理之前,让我们了解一下有关波导的情况。波导是用金属材料制成的不同形状,内空外封闭传输信号的腔形导体,它有园波导、椭圆波导、方波导、矩形波导等见图9。目前常用的高频头前端腔体就是一种圆波导,单极化高频头的馈源部分有的就是矩形波导,见图10。波导实际上就是一种传输超高频信号一微波信号的导线(体),当传输的信号频率低时,可以用普通电线传输。传输信号频率高时,普通电线衰减会很大,就得用电缆传输,电缆的传输衰减要小些。当传输频率再高时,如微波,同时又希望传输的衰减很小,此时就必须用波导来传输了,它的传输衰减非常小,要比电缆衰减小很多。所以在高端产品里,比如通信系统,常用波导传输。同时波导的驻波比好,反射小,可以保证传输的信号绝大部分由入口端传输到出口端。另外,波导又是一个封闭的传输线,可以完全保证波导内传输的信号不受外界各种干扰,而且也可保证波导内传输的信号不会辐射出波导,从而保证了传输信号的质量和数量。需要强调的是,波导内传输的微波信号是以场的形式存在的。

由此我们知道了波导有如此之多的优越性,它的高质量也要求波导的生产工艺水平很高、生产成本也很高,标准的波导制作工艺严格,内壁加工的光洁度很高,波导很贵,1m波导的价格要数千元,甚至有的高达万元。如可变椭圆波导,价格就相当昂贵。我们现在使用的低价位高频头中的波导是很难把它称作波导的,把它称之为粗制滥造的波导决不为过。
当知道了什么是波导后,我们再看看波导传输信号的情况。由于波导内传输的是电磁波,自然在波导的内壁上会激励出表面电流,在正常情况下,这个表面电流是沿着波导的同一方向流动。若是在波导上出现了一个小裂缝的话,电流传输受到裂缝的切断,改变了表面电流的流线,如图11。裂缝受到激励便在裂缝两端产生出电磁场,电磁场沿裂缝的分布呈正弦规律。
这就是说,我们在一些波导上以人为方式开凿出一些有规则的裂缝,波导内电波便可以从缝隙处向外辐射。或者空中的电波从裂缝的缝隙处被有效的吸收到波导里。这个裂缝的大小和规则是有规律的,相当于前面讲到的振子式平板天线的基本的辐射单元。


揭开缝隙式平板天线高效的外衣

前面我们谈到了缝隙式平板天线,尺寸很小,却效率很高,这么一小块平板天线竞有如此之高的效率,它究竟是什么结构、什么样子呢?
缝隙式平板天线也是一种如前面所讲振子式平板天线一样的阵列式天线。
缝隙式平板天线又可分为谐振式和非谐振式两种。通常我们常用的是谐振式的,因为它的辐射方向是垂直于平板天线的,便于使用,目前的产品大多属于这一类。非谐振式缝隙平板天线,尚未见到有产品,它最大的好处是可通过改变馈电相位,从而改变平板天线的辐射方向。这实际上是我们进行天线辐射方向自动化调节一个好办法,但制造这种天线很难很难,这是后话。
我看到过一款已申请专利的缝隙式平板天线的结构图,见图12。这里要重申:该平板天线已申请专利,那就应该受到专利保护。有条件生产的厂家不要仿造,即使照猫画虎造出来,肯定也不能用,因为它有许多工艺和细节技术从图上是看不出来的。

从图12上可以看出,这款缝隙式平板天线除去塑料外壳之后,内部由三层金属板构成。最上一层称为缝隙辐射层,它是在金属板上面整整齐齐开凿了许许多多的排列有序的裂缝。这许许多多大小一致的裂缝,相当于前面谈到的振子式平板天线的半波振子辐射单元,或者说这每一个小裂缝就是一个缝隙天线单元。而由这众多裂缝组成的缝隙天线阵就构成了这种平板天线。所以,缝隙平板天线也是一种阵列式平板天线。
如果我们再仔细的探讨一下,这个有规则的裂缝的大小尺寸是多少时,你会发现这裂缝辐射元的长度恰好等于Ku波段平均波长的二分之一。因此我们说缝隙式平板天线的工作原理仍然符合半波振子天线的理论。
我们还看到, 两个相邻的裂缝辐射元的中心之间距离,恰好是半个波长,所以判断这款平板天线是谐振式缝隙平板天线。它的辐射是由众多的裂缝辐射单元累加的,而且垂直于平板天线。此时平板天线口径上电场的分布是同相的,故又称为匹配的缝隙天线。
缝隙式平板天线的第二层,也就是中间层,我们把它叫做传导层,它是起着将第一层缝隙辐射层的各个裂缝辐射元吸收来的电波信号通过传导层的各个对应“窗口”耦合到第三层波导馈电层或称之为波导传输层上去。
缝隙式平板天线的第三层实际上是与第二层传导层共同构成了波导的传输馈电电路,从而真正成为波导传输层。我们仔细的看看这些波导,基本上是矩形波导,波导的尺寸也严格的符合Ku波段信号波长规律。同时我们可以看到这些波导的加工工艺要好多了,这样光滑明亮的波导内璧,才能保证电波在波导中传输无反射,驻波比好。
同时我们还会看到,由于裂隙辐射元是并联形式联接的,那么每并联一次便会改变一次传输阻抗,为了匹配联接,只有改变波导的阻抗来解决,所以我们看到每一段的波导的尺寸是不完全一样的,包括波导的宽窄、高低和长短。这就是通过改变波导尺寸来改变波导阻抗来达到匹配的目的。正是由于信号传输中处处匹配,所以衰减才小。
正是由于缝隙式平板天线采用了良好波导来传输信号,使得它衰减小,驻波比好,完全的同相馈电,所以才效率高。
缝隙式平板天线与高频头一体化

平板天线与高频头一体化是大势所趋,无论是振子式的平板天线还是缝隙式的平板天线,现在的产品大部分都将高频头做在平板天线里面,这样的处理,会出现一些新情况:
1、高频头和平板天线做在一起,使调节因素全部落到了天线上,无需调节高频头。
2、由于极化调节转为调天线,因此高频头只需单一极化。
3、原来的高频头大部分使用在反射式抛物面天线上,所以高频头和馈源一体化的多。目前用在平板天线上,因接收方式改变,一体化高频头便没有使用的必要,所以在平板天线中的高频头是没有馈源的。
缝隙式平板天线最大的特点是通过波导来馈电或传输信号,也就是平板天线的输出是通过波导传送到高频头上去,那么高频头与波导如何联接呢?其实很简单,只要二者之间加一变形波导就可以了。因为现代技术早就实现了方变矩、圆变矩等等变形波导的生产。不过尽管这样,仍要注意阻抗是否达到真正的匹配。 mrli 于 2009-2-16 16:00:47 回复说: 缝隙式平板天线的技术指标

与反射式抛物面天线一样,以海域牌这面小平板天线为例,我们也来看看缝隙式平板天线的技术指标。

1、适用的频率范围。也就是这面天线可以接收的卫星信号的频率范围,有两种:一种是内置单本振高频头的本振频率为10.75GHz的,适用接收的卫星信号频率范围是11.7~12.75GHz,带宽为1.05GHz。
还有一种是内置为双本振高频头的本振频率为9.75GHz和10.6GHz的,适用接收的卫星信号频率范围是10.75~12.75GHz,带宽达2.05GHz。
虽然看起来后者的带宽比前者宽一倍,适合接收的频带宽得多,很多10和11GHz的信号能接收。但是,正是由于后者的频带做的很宽,因此它的幅频特性就难以做好,它的带内不平坦度有可能大于前者,结果是有些频点不一定好用。因此建议,没有特殊要求,最好选购前者。

2、天线的增益。经过实测,这款海域牌360mm×196mm×85mm的小缝隙平板天线的平均增益是30dBi。

3、驻波比。大家对驻波比可能比较生疏,它表述的是电信号在传输中是否全部传输到达终点的一个指标。我们知道,电波在传输中,希望将入射电波全部传输到输出口。但实际上,传输中处处都可能有阻挡,有阻挡就会有反射,因为传输中,任何地方阻抗不匹配或传输导体的粗糙和不光滑,都会造成电波的反射。因此驻波比是反映电波反射情况的一个物理量。驻波比用表征,P为反射系数=,其中E-为反射波电场值,E+为入射波电场值。
当反射波E-越小,意味着反射系数P越小,驻波比便趋向于1。因为我们可以看出,驻波比越小越好,因此它表示没有反射,表示接收的信号更多的传输到终端。虽然驻波比越小,越趋向于1越好,但不会等于1,这说明这个天线好,能将天线所接收到的信号全部或接近全部传输到下一级上去。
这款海域牌缝隙式平板天线的驻波比为1.5。

4、噪声。天线的噪声是一个很复杂的问题,通常在无源天线中我们只讨论天线固有的热噪声和引入的天电噪声(仰角噪声),而这里这二种噪声均因这款天线的面积很小可忽略不计。但是由于目前的平板天线又多为天线+高频头而构成一体化平板天线,所以高频头的噪声在此时就成为一体化天线的噪声了。目前这款海域牌平板天线的噪声是0.7~0.8dB。

5、方向性。为了提高天线使用的有效性,将有限的功率集中辐射到有用的地方,通常天线都设计有较强的方向性。一般用天线的方向性系数和方向性图来表征天线的方向性。方向性系数D≈3.2n,n为缝隙数。天线的方向性图有两类:一是直角座标系的方向性图,一是圆座标系方向性图。见图13,这两张图基本上反映了这款小型缝隙式平板天线的辐射方向特性。从中我们看出,它有较强的辐射方向性。

天线的方向性强弱可用半功率角来表示,它是天线方向性图中主瓣上功率下降一半时所对应的角度。或者从座标幅度为1处下降至0.707幅度值时,所对应的角度值。从实测情况来看,这款平板天线的半功率角为2.5°左右,从这个数值来看,天线的方向性是很强的。因此它的效率会是很高的。
从这款小平板天线的半功率角看出,发烧友的“一锅多星”也可以实现,不过要求双星的轨位最多只能相差2.5°,超过2.5°的两颗卫星无法兼收的。由此也可以推断,反射式抛物面天线凡是能实现一锅多星的,其半功率角都很大,说明这种天线的增益和方向性与效率以及聚焦都不是很好。

6、效率。这是平板天线的一个很重要的技术指标,鉴于天线厂家没有提供具体数据,我们也只能估计和分析了。反射式抛物面天线中,一次反射式抛物面天线最高质量的天线效率也只有0.7左右,而一般符合国标的天线的效率也只有0.6左右,而通常低价格非正规厂家的天线恐怕只有0.4~0.5,如此的低效,只能从价格上找原因了。
平板天线的效率具体是多少,厂家没有提供。但从我们分析上看,有个非常重要的因素决定了它的效率,那就是平板天线的辐射元的馈电。在振子式平板天线上,它们的馈电采用微带传输线。在缝隙式平板天线上,它们的馈电是波导。无论是振子式平板天线,还是缝隙式平板天线,它们的馈电如果达到完全的同相馈电(做到这一点,从技术上和工艺上来讲是相当不容易的),它们的效率就会很高,通常要超过反射式抛物面天线。

7、前后向比。我们在天线的方向性图中可以看到,一付天线的主辐射方向是平板天线垂直的前方,而在它的背面后方有没有辐射?严格的讲也是有一些辐射的,这正是我们要采取措施加以防范的。比如,在平板天线的最底层应是一层金属板,起着反射和防后面辐射的作用。另外,也可以从平板天线的振子或缝隙的长短上,间隔距离和数量上加以考虑,使天线的方向性更强,或设法使天线副辐射瓣减小或数量减少,也可以提高前后向比。前后方比既反映了平板天线的辐射能力,也反映了平板天线的抗干扰能力。此值越大越好。8、幅频特性。即幅度(或增益)一频率特性,或简称频率特性。这是一个非常重要的技术指标,专业人员在分析问题时经常用到这个特性,而在卫视发烧友中,大部分人不清楚,就更谈不到它的用处了。其实好多发烧友遇到的困惑,用幅频特性来解释马上就明白了。

幅频特性,实际上是一个电路或一个器件自身具有的特性,我们用一条幅度的大小与工作频率的关系曲线来进行描述。因此常称为幅频特性曲线或频率特性曲线。这在电子电路中,特别是高频率的电子电路中是必须考虑的。因为低频工作时,频率高点低点所产的效果———信号的大小是没有多大变化的。然而工作在高频时,特别是在信号在MHz以上时,频率的变化引发的信号幅度大小的变化就比较明显了。
一个理想电路的幅频特性曲线,应该如图14中的实线所示,它是一条较平坦的曲线,在工作范围f1~f2内,它的幅度是没有变化的。
但是一个实际的电路或器件是很难做到这一步的,因为频率越高损耗越大,放大越困难。所以在有源电路中常加以辅助器件把曲线补直。
平板天线是个无源器件,因此很难加补偿,它实际上曲线可能是图14虚线状。为了改善高频衰减过大现象,在天线设计时,可将幅射单元,这可以是振子,也可以是缝隙的大小进行调整,使其大小更适用于高端频率工作。因此我们说,选用窄些带宽的平板天线,其幅频特性相对好一些。或者选用平板天线的最佳工作频点作为我们实际接收频率会更好。
我们常用不平坦度来表示幅频特性曲线好坏。海域牌平板天线的不平坦度为2dB,还不错。

平板天线的技术关键

由于在生产平板天线时,采用了不同于反射式抛物面天线的技术,使得生产技术和生产工艺均不相同,平板天线要达到预期的电气性能也并非易事,关键在于损耗和匹配问题。

1、馈线的传输损耗。前面我们已经知道了,在振子式平板天线中采用的是微带传输线,而在缝隙式平板天线中采用的是传输波导。尽管这两种传输媒介都能较好的在平板天线中起到传输作用,但是工作在Ku波段的12GHz频率状况下,设计上和制造时稍有不当,便会有较大的损耗。

2、联接损耗。无论是振子式平板天线,还是缝隙式平板天线,在天线面上都有许许多多的振子或缝隙组成的辐射单元天线阵,这些辐射单元要与传输线(微带或波导)联接,它们往往是两两并联再与传输线联接。我们知道,电路每并联一次,阻抗就会改变一次,就有可能增加损耗、联接越多,损耗就越大。辐射单元越多,就越不好联接。因此我们说,在平板天线中,至少有一百多或数百个辐射单元,把它们一一联接起来,并且都达到匹配,这是件非常不容易做到的事。辐射单元越多,越难匹配。不匹配联接,势必增加损耗。

3、在振子式平板天线里,微带传输线是印刷在电路板上的,在传输中不仅有损耗,而且还会产生辐射,这种辐射不仅产生损耗,而且干扰了平板天线原来设计的整体方向性。

4、在缝隙式平板天线里,波导的尺寸设计要很精确,波导腔体的加工工艺要求很高,否则都会增加损耗。
所以,在平板天线中减少损耗和处处匹配联接是技术关键。

如何选择平板天线

目前我国尚没有有关平板天线的技术标准,市场上平板天线也不太多,如何挑选
平板天线很难说得准确,我们也只能从实用角度上谈几个看法。

1、 挑选平板天线的适用频段。由于平板天线是为卫星电视而使用的天线,而平
板天线又有工作频段,因此挑选的平板天线要能接收你所准备接收的卫星电视的频段。平板天线的工作频段虽然有全频段的,如10.7~12.75GHz的,但它不如单一频段如12.2~12.75GHz或11.7~12.75GHz的各项指标好。平板天线具有明显的谐振特性,超过工作频段,就会失谐、增益下降,效果不好。就像人们买衣服,中号衣服虽然大个子和小个子都能将就穿,但效果不如量体裁衣的好。

2、 挑选平板天线的幅度一频率特性。通过平板天线的工作原理,我们知道了辐射单元的尺寸是由工作频率所决定的。因此我们自然会想到当频率或波长改变时,那个固定尺寸的辐射单元还能是半波振子吗?如果不再是半波振子,就不再是谐振状态,就会损耗加大,辐射减小,这意味着增益变小。由此我们感到,工作频率范围越宽,不谐振的可能性也就越大,损耗就会加大,增益减小的范围也就越大,增益一频率特性就越差。
经过分析,我们应该明白平板天线的增益(dB)数据是在什么工作频率下给出的,在其它频率范围内,增益还会是这个数值吗?所以我们挑选平板天线的增益应在整个工作频率范围内变化不大或基本不变的平板天线。可以肯定地讲,工作频率范围越大,增益越难保持不变。

3、 挑选平板天线的极化。在常用的抛物面天线上,不存在极化问题,因为那是挑选高频头时应注意的问题。但在平板天线上,就存在是接收什么极化电波的问题了,是线极化还是圆极化。

4、 挑选平板天线的工作温度范围。在使用抛物面天线时,不存在工作温度范围,不论南方的酷暑还是北方的严寒,都对天线无所谓。然而在振子式平板天线里,它的辐射单元和馈线都使用微带技术,印刷电路板是由金属薄板构成,在酷暑和严寒时都有冷缩热胀问题,结果就会使辐射单元和微带馈线的尺寸发生变化,从而影响了特性。因此北方和南方的使用者,在挑选振子式平板天线时应从实际情况来考虑这一问题。
5、 挑选平板天线的噪声。首先要说明目前的平板天线是与高频头做在一起的一体化天线,因此选择平板天线的噪声就是选择内置高频头的噪声。由于工作在Ku波段,因此要选择噪声系数小一些的。


6、选择平板天线安装、调节方便的为好。在调节平板天线时,不仅需要像反射
式抛物面天线那样调节方位角和仰角,还要增加一项:调节极化角。因此在选择平板天线时,要注意三者的调节互不影响,要能够调节到位,调节后应能方便固定。 mrli 于 2009-2-16 16:01:52 回复说: 海域牌缝隙式平板天线的使用与调节

1、组装。按照图15便可将海域牌缝隙式平板天线进行组装,组装完毕后会有二种状态,如图16为用户提供分别在墙面和地面固定的模式。

2、固定。用冲击钻在天线的固定处按照平板天线支撑杆底部三个膨胀螺栓位置打出ф8mm三个孔,然后用三个ф8mm膨胀螺栓将天线固定住。

3、调节。海域平板天线的天线面与支撑杆之间从上到下有三组调节环,第一组调节环是调天线极化角的,第二组(中间)调节环是调节天线仰角的,第三组调节环是调节天线方位角的。分别见图17之A、B、C。
需要说明的是:

1、海域牌缝隙式平板天线有两种规格,一是单本振一是双本振,无特殊标识的均为单本振的(10.75GHz)。

2、海域牌缝隙式平板天线为单极化天线,接收机里设置为水平18V或垂直13V均可以工作。
那么如何调节使用这副海域牌缝隙式平板天线来接收卫星电视信号呢?
首先要把平板天线指向正南,如果你的正南方向有卫星电视信号的话,就可以先接收正南方向那颗卫星的信号。
其次要明确,你准备接收的卫星电视信号是水平极化的,还是垂直极化的。如果接收的是垂直极化的信号,那么就请你将平板天线面按图18(A)的位置设置,并如图设置到位。反之若接收的是水平极化信号,那么就请你将平板天线面按图18(B)的位置设置,并如图设置到位。
然后开始调节天线的方位角,可通过调节平板天线面与支撑杆之间的第三个调节环(图17C)调节到位。如果接收的卫星轨位高于你所对应的正南方向卫星的轨位的话,那么就将平板天线向东转,反之如果接收的卫星轨位低于你的正南方向的卫星轨位的话,那就将平板天线向西转。
方位角大体调节后,即开始调节仰角,调节平板天线面与支撑杆之间的中间调节环图(17B)便可完成仰角调节。
大体调节方位角、仰角后,再返回调节极化角。在反射式抛物面天线中是调节高频头的极化角,而现在调节的是平板天线的面的极化角,虽然两者的调节部位不一样,但两者调节的方法是相似的。你只要把平板天线的面看成高频头内的天线振子(俗称探针)调节就行了。
反复调节三个角,要慢慢调,最终总会把卫星信号调出来的。
海域平板天线最适用于线极化的卫星信号。如果要接收圆极化卫星信号,只要卫星信号足够强,这款平板天线仍能接收得到,只是增加了3dB的衰减。 mrli 于 2009-2-16 16:03:02 回复说: 1楼的没发好,而我自已却无法编缉或删除,请版主帮忙删掉,谢谢! 查看全部评论
  -5 -3 -1 - +1 +3 +5

 

评 价: 评论内容:
用户登录
用户登录

注册 找回密码

 

月度热点
  • 亚洲3S问题
  • 想看尽CR请教如何接收
  • 请教版主
  • 两个月,从一无所知到跨入烧星行列
  • KU高频头收星选择不再难
  • 韩星有几颗,泰安阳台内能收到否
  • 我的3S卫星电视情缘
  • 卫星天线干扰防范措施
  • 谈“上广电”的S2031-CT中九专用机
  • 请看这个二机八星接线图可行吗
最新主题
  • 再说平板天线
  • 请教!在菏泽用用多大的锅收138度星?
  • 转帖 卫星信号接收疑问
  • 平板天线原理(转)
  • [转贴]个人对室内接收138星和中九星的一点经验
  • DM500基础扫盲:谁告诉你的要用免费机调星
  • 急!新手调星请教高手,感激!
  • 新手报到
  • 济南中九接收报告
  • 请教!60厘米的偏馈锅与1.2米的正馈锅?
热门TAG
  • FEC (1)
  • 详解 (1)
  • 网络 (1)
  • 卫星电视 (1)
  • 技术 (1)
  • 新星 (1)
  • 经验 (1)
  • 优质 (1)
  • 挑选 (1)
  • 问题解决 (1)
  • 广播 (1)
  • 转播 (1)
  • 收听 (1)
  • 高频头 (1)
  • 极化 (1)
  • 输出 (1)
  • 认识 (1)
  • 维修 (1)
  • 『济南卫视世界网』
  • 交流论坛
  • 快捷面板
  • 站点地图
  • 友情链接
  • 空间列表
  • 站点存档
  • 联系我们 replica handbags replica watchesrolex watches< span="">

版权所有 2007 『济南卫视世界网』

鲁ICP备05053678号
邮箱:zhaozja@163.com
业务电话:0531-85220876;13964019677

'); //-->