7折合天线与蝙蝠翼 天线原理

的相位差可以忽略，因此，折合振子的辐射场相 当于两个对称振子的辐射场的叠加。
在折合振子与单个对称振子馈电电流相同的条件
下，折合振子的辐射功率是单个对称振子的辐射 功率的两倍。
在辐射功率相同的条件下，折合振子的输入电流
是单个对称振子的输入电流的一半。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
L /2
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
折合振子的辐射
对于远场区，由于间距很小，两个对称振子之间
South China University of Technology
第7 讲内容
South China University of Technology
V形振子 折合振子 十字形振子 蝙蝠翼天线
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
Ve Z d 2I e
Z11 Z12 2Z d
其中，Zd为单个对称振子的输入阻抗。 偶模激励正对应于折合振子的天线模式。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
注意到，输入导纳
South China University of Technology
Yin 1/ Zin 1/ 4Z d 1/ 2Zt 1 1 j 4Z d 2Z 0 tan( L / 2)
2
，Z f 4Z d =4 70=280
下图为采用传输线模型和矩量法计算的导线半径
South China University of Technology
2a=0.001的折合振子的输入阻抗曲线。导线间距 为12.5a，相当于双导线的特性阻抗为300欧姆。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
计算表明：h=0.75的V型振子
South China University of Technology
最大辐射方向为 90o
角度 118.5o 方向性3.35=5.26dB
对称振子2.2=3.4dB 前后比2dB。 对称振子0dB 输入阻抗106+j17 对称振子360+j700
端视图
折合振子之所以是非常流行的线天线，是因为它
South China University of Technology
的阻抗特性、容易制作和结构的刚性。
等半径导线的半波长折合振子的输入阻抗接近300
任意激励可以看作为偶模激励与奇模激励的叠加。
South China University of Technology
V1 Ve Vo，V2 Ve Vo I1 I e I o，I 2 I e I o
当 V2 0 时，Vin V1 2Ve，Ve Vo Vin / 2，Iin I1 I e I o
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
7.2 折合振子
折合振子（folded-dipole）是常用的线天线之一。
South China University of Technology
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
粗细不同的导线也可做折合振子，在半波条件下
South China University of Technology
可以看出，第一谐振点发生在L=0.48，输入阻
South China University of Technology
抗略小于300，在第二谐振点L=1.47处，输入 阻抗略大于300。 很小，这是因为Zt几乎为零。
还可以看到，在L=n处（n=1,2,3…)，输入阻抗 折合振子常被用于FM广播的接收天线。
7.1 V形振子
如果对称振子的的臂长超过0.65，会出现旁瓣，
South China University of Technology
时增益下降，这是因为臂上出现反向电流所致。
一种改善的方法是振子形状的直线改为角形或曲
线。如V形振子和高斯曲线振子，其思路是利用 线上各点电流元之间射线的波程差的不同补偿电 流的相位差。
2
h
h
h
11.5( ) 70.5( ) 162, 1.5 3 相应的方向性为
2
h
h
h
h D 2.95( ) 1.15

Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
的输入阻抗。
Vin Z11 I in Z12 I 2 0 Z12 I in Z11I 2
Z f Vin / I in Z11 Z12 I 2 / I in
2 Z11 Z12 / Z11
采用奇偶模激励法是最严格和方便方法。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
采用长度和角度可调的 V形振子是最常用的选择
。 通过调节振子的的长度和角度可以获得最佳的 辐射特性。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
V形振子的设计：根据工作频率，确定振子的长度
Yin
因此，折合振子的输入阻抗相
当于四个串联的对称振子与两 个串联的短路传输线并联。
对于半波折合振子，L=/2
Zt jZ 0 tan

半波折合振子的输入阻抗是半波对称振子的4倍。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
同时，折合振子可以看作为两个平行排列、间距
South China University of Technology
很小、两端连接的半波对称振子组成。一个振子 的馈电在中间，另一个振子的馈电在两边，但与 中间馈电的振子相同。
因此，折合振子可以等效为平行排列、间距很
近、馈电相同的二元对称振子阵。
于是，折合振子的输入阻抗为
South China University of Technology
Zin
Vin Vo Ve Vin / 2 Vin / 2 4Zd Zt I in I o I e (1 / 2Z d 1 / Z t )Vin / 2 2Z d Z t
输入阻抗为
Zin (1 c2 )Zd ( L / 2)
通常a1,a2远小于d，c近似为
ln(d / a1 ) c ln(d / a2 )
可见，调节导线的粗
细可以调节折合振子 的输入阻抗。
俯视图
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
天线 Antennas
第7讲 折合振子与蝙蝠翼天线
褚庆昕
华南理工大学电子与信息学院 天线与射频技术研究所 qxchu@
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
Io Vo
+ -
Io
+
Vo
Vo +
-
Io
Io
-
Vo
+
其中，Zt、 Z0 分别为双导 线的输入阻抗和特性阻抗。 奇模激励也称为折合振子的传输线模式。
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
偶模激励
V1 V2 Ve