單偶極子調(diào)頻發(fā)射天線技改

龍志嘉

【摘要】縣級(jí)1千瓦以下調(diào)頻發(fā)射機(jī)的天線，都為簡(jiǎn)單的單偶極子半波振子天線。我國(guó)的天線是北方生產(chǎn)南方用，設(shè)計(jì)理論與制作工藝不符合南方的氣候。所以該天線的故障率很高，主要是進(jìn)水引起短路。為了0停播率，平時(shí)我們自制調(diào)頻發(fā)射天線代替工廠生產(chǎn)的天線。單偶極子調(diào)頻發(fā)射天線技改，就是自制全波天線代替半波振子天線工作。

【關(guān)鍵詞】廣播電視;自制;全波段天線

在工作中，小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的天饋系統(tǒng)因?yàn)殚L(zhǎng)期工作而引起漏水故障，嚴(yán)重的是冬天被鐵塔掉落凌凍雪塊匝斷天線振子導(dǎo)致天線損壞。所以需要自制備用垂直極化單偶極子調(diào)頻發(fā)射天線。自制天線一般用直徑27以上的饋管做振子。

為自制天線，需要學(xué)習(xí)振子天線知識(shí)資料，我們知道，半波振子天線（H=0.25λ）的輻射阻抗：RΣ=73.13Ω+j42.5Ω。為消除感抗j42.5Ω，要縮短振子一定的長(zhǎng)度，理論上諧振時(shí)半波振子天線的輸入阻抗約為70Ω純阻。完整的對(duì)稱振子的輻射阻抗如表1：

對(duì)稱振子（長(zhǎng)度2H）的輸入阻抗與振子半邊長(zhǎng)（）

的關(guān)系曲線如圖1所示。

對(duì)稱振子天線的輸入阻抗與振子長(zhǎng)度的一般公司如表2、表3.

幾種典型電長(zhǎng)度的對(duì)稱振子天線的電流分布如圖2所示。

圖2是對(duì)稱振子的饋電輸入的電流方向（上振子電流方向“進(jìn)”、下振子電流方向“出”瞬間的電流方向圖）。

振子天線的方向性圖的尖銳程度用波瓣寬度來表示。通常規(guī)定場(chǎng)強(qiáng)從最大1到0.707處，此兩點(diǎn)的夾角及為波瓣寬度。用2θ0.5表示。半波天線的方向性圖如圖3所示。

波瓣寬度窄，天線輻射能量就集中。半波天線的波瓣寬度2θ0.5=78°。

對(duì)稱振子天線的方向性系數(shù)為表2所示。

對(duì)稱振子的E面方向性圖如圖4所示。

在圖4中，圖4a為半波對(duì)稱振子天線的E面方向圖，半波振子的半功率波瓣寬度BW0.5E=78°。圖4b為全波對(duì)稱振子天線的E面方向圖，全波振子的半功率波瓣寬度BW0.5E=47°（<78°）。即相對(duì)于半波振子而言，全波振子天線的主波束變窄，方向性變強(qiáng)了。

一、自制對(duì)稱振子天線設(shè)計(jì)的理論根據(jù)

每一個(gè)單位，都有舊的、特別粗的電纜線（及舊的主饋管）。由于主饋管的特性阻抗等于50Ω，我們希望主饋管直接與天線連接，不加阻抗變換器。根據(jù)表1、表3、表4的理論值，選擇自制全波天線。全波天線的阻抗：

RΣ=199.1Ω+j125.4Ω

選擇直徑27cm以上的饋管做振子。為消除感抗分量（j125.4Ω），選擇縮短系數(shù)為5%，將振子（H）縮短。我們的發(fā)射頻率為99MHz（中心頻率），波長(zhǎng) 為3.03m，縮短后的振子長(zhǎng)度為：2H=3.03-（3.03×5%）= 2.88m 。

主饋管直接與天線的連接方式如圖5所示。

從圖5知道，全波天線阻抗200Ω，不需要阻抗變換器，饋電口經(jīng)過 （二分之一波長(zhǎng)）U循環(huán)后，天線阻抗為50Ω。直接與主饋線連接，理論值是阻抗匹配為VSWR=1。

二、實(shí)踐制作數(shù)據(jù)

從理論知識(shí)知道，全波天線阻抗的輸入阻抗200Ω（純電阻），經(jīng)過單偶極子天線的二分之一U循環(huán)阻抗變換器，在天線饋電口天線的輸入阻抗為50Ω。就可以直接與50Ω主饋線連接，理論值是阻抗匹配為VSWR=1。

我們實(shí)踐制作，在地面調(diào)試（將振子固定在木條上），在100±10MHz頻率范圍內(nèi)，駐波比最大值為VSWR=1.07。如圖6所示。

結(jié)論：自制效果，發(fā)射機(jī)在工作中的反射功率為0W，在同等接收距離的場(chǎng)強(qiáng)比采購(gòu)個(gè)工廠天線的場(chǎng)強(qiáng)高5dB。達(dá)到技改目的。