翻译 Mr. Ben H. Tongue 的文章#12
倒L型天线的指向性，产生指向性的原因以及如何增强其指向性倒L型天线的计算机建模显示其指向性很弱，接收信号最大的方向与天线开放端所指的方向相反。我对倒L型天线在接收地波(垂直极化)时会表现出指向性的原因进行了一些思考，并在此提出一些想法。
图1-图6倒L型天线的等效电路及其变形。
首先，请理解我并不是一名天线工程师，我提出这些推测只是为了建议一种提高小型天线(与1/4波长相比)指向性增益的方法。为便于讨论，我们将不深入探讨波的传播问题。我们将考虑倒L型天线的工作原理是两种工作模式之和(叠加)。
第一种模式是电容加载垂直天线，见图1。Co表示“电容帽”的加载容量。设想将水平振子BCD向左移动，使其以引入线AB为中点左右对称(ABC的C点位于垂直引入线BA的正上方)。振子BD对地的总电容Co充当“垂直天线”BA的电容帽(引入线BA上下两部分之间的额外电容可以忽略，因为假定天线长度小于1/4 波长)。第二种模式是单圈“虚拟环形”天线。
设X表示一台带有天线a和地线g的矿石机。图2显示，Co作为一个集总电容C1在水平振子BCD的中点连接到地线。由AB、BC、CF和FG四条边组成的矩形环路ABCFG，可以看作是面积为A的单圈环形天线，定向接收来自B<->D方向的信号。注意，通过C1的“位移电流”路径构成了环路的一条边。环路中感应电磁场产生的电流将与引入线BA拾取电磁场产生的电流相结合。当信号来自与开放端指向相反的方向时，这两个电磁场相加，而当信号来自相反方向时，这两个电磁场趋于抵消。 这就为倒L型天线的轻度指向性提供了一个合理的解释。这种指向性已通过计算机仿真从理论上得到证实。为了更加明确，图3显示了天线的俯视图。
以下对天线结构的改变可能有助于增加天线的方向增益(我还没有试验过)。 环形天线(与波长相比很小)中的感应电压与其面积成正比，如果电容器C1的有效位置可以移动到点D，并且其值保持不变，则环路面积将增加一倍至2 * A (ABDEG)，从而使感应电磁场的电流加倍，并进一步增加天线方向增益。
让我们将Co的集总表征从一个电容器C1换成两个电容器，一个从B点到地，另一个从D点到地。这两个电容器的容量各等于Co的二分之一，并仍将作为垂直天线BA (也称引入线)的电容帽。从D到地面的电容器称为C2，见图4。
在D点增加接地电容的一种方法是在天线上安装两个侧臂，见图5。如果每个臂的长度与水平振子BD的一半相同（也可以是其他长度），则在D点增加的有效电容为2 * Co / 2 = Cadded。C2和Cadded这两个电容器的总和为1.5 * Co = C4。环形面积增加了一倍，感应电磁场产生的电流增加了三倍(因为C3是C1的1.5倍)。因此，天线的指向性会增加，在两种效应叠加的方向上增益较大，在相反方向上增益较小。如果可以使指向效应足够强，就会产生心形波瓣，并在“相反的”方向上信号完全为零。
更实用的方法是让两个侧臂以一定角度下垂，并用绝缘拉线固定在地面上。一根两端下垂的导线，如果其底端不太靠近地面(倒U形天线)，可以作为两个侧臂的替代品。
请注意，这里没有不付出代价就能得到的东西，如果在与开放端所指方向相反的方向上拾取的信号增加，则在另一个方向上拾取的信号就会减少。
文章#12 发布时间：2000-07-29；最新修订：2005-11-20
原文网址 https://kearman.com/bentongue/xtalset/12ILAnt/12ILAnt.html
页:
[1]