对数周期偶极子天线辐射特性及其使用误区研究
总第１９４期 ２０１０年第８期 舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３Ｏ Ｎｏ．８ ８５
对数周期偶极子天线辐射特性及其使用误区研究
王晓攀” 谢飞” 杨志飞” 魏勋
（６３８８８部队” 济源４５４６５０）（６３８９１部队 洛阳４７１００３）
摘要文章针对目前测试中操作人员对ＬＰＤＡ的不当使用情况，通过建模仿真ＬＰＤＡ，对某ＬＰＤＡ的辐射特性进行 深入研究，同时针对测试中常见的几个使用ＬＰＤＡ误区进行分析，使用仿真软件分析残缺的ＬＰＤＡ的天线性能，对今后使 用ＬＰＤＡ进行测试有一定的指导意义。 关键词对数周期偶极子天线；数值仿真；驻波系数；辐射特性 中图分类号ＴＮ８２
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｓｅ Ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ Ｌｏｇ—Ｐｅｒｉｏｓｉｃ Ｄｉｐｏｌｅ Ａｎｔｅｎｎａ
Ｗａｎｇ Ｘｉａｏｐａｎ Ｘｉｅ Ｆｅｉ Ｙａｎｇ Ｚｈｉｆｅｉ ’Ｗｅｉ Ｘｕｎ。 （Ｎｏ．６３８８８ Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ”，Ｊｉｙｕａｎ ４５４６５０）（Ｎｏ．６３８９１ Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｐｅｒ ｕｓｅ ｏｆ ＬＰＤＡ ａｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｏｅｓ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｐｒｏｆｏｕｎｄ ｓｔｕｄｙ ａｂｏｕｔ ｒａｄｉａ— ｔｉｏｎ ｂｙ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｕｓｅ ｅｒｒｏｒｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ＬＰＤＡ’Ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｄｉｐｏｌｅ ｈａｓ ｓｏｍｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｉｔ ｈａｓ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ＬＰＤＡ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ＬＰＤＡ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅ ｒａｔｉｏ，ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＮ８２
１ 引言
对数周期天线是根据“相似”概念构成的［１］：当
天线按照某一特定因子ｒ变换后，仍为它原来的结
构，这样，出现在频率厂和 厂的之间的天线性能，
将会在ｒ厂和ｒ．厂的频率范围内重复出现。依次类
推，天线的电特性将在很宽的频率范围内作周期性 变化，所以其具有很好的带宽和方向性特性，是一
种频率无关的天线。ＬＰＤＡ（对数周期偶极子天
线）是对数周期天线中最简单的一种，具有对数周 期天线的性质＿２］。
ＬＰＤＡ是常用的天线，广泛用在侦察、干扰设备
中。在测试过程中，由于设备的长时间使用导致振
子缺失或者接触不良、天线使用操作不规范等原因，
会使天线特性发生变化，会影响测试结果的准确性。
本文通过仿真分析ＬＰＤＡ在一些非正常情况下天线
收稿日期：２０１０年４月２日，修回日期：２０１０年４月３０日 作者简介：王晓攀，男，助理工程师，研究方向：电子信息。 辐射特性的变化，研究其对测试的影响，从而对测试
时规范天线操作和测试后结果分析提供参考依据。
２ ＬＰＤＡ工作原理与建模仿真
２．１ ＬＰＤＡ工作原理简述
ＬＰＤＡ的典型形式如图１所示，实质上是Ｎ
副对称振子用双线进行馈电，这样的双线又称为集
合线，天线在短振子一端进行馈电，通常采用交叉
馈电的方式使天线激起向长振子端方向传输的行
波，从而部分振子激励并产生有效辐射，主辐射方
向指向短振子一端＿３ ］。交叉馈电的目的是使辐
射区的振子得到适宜的相位关系，使长振子的相位
超前于短振子，从而获得指向顶点方向的端射。
ＬＰＤＡ的不同部分分别辐射不同频段的电磁
波，频率高的由短振子辐射，频率低的由长振子辐
射，所以其工作频带低端由长振子决定，频带高端 ８６ 王晓攀等：对数周期偶极子天线辐射特性及其使用误区研究 总第１９４期
由短振子决定。
图１典型ＬＰＤＡ结构图 ２．２ ＬＰＤＡ的建模仿真 ＬＰＤＡ的仿真采用数值方法进行 。目前主
流的天线仿真软件均基于数值计算，其中有限元法
（ＦＥＭ），有限积分法（ＦＩＴ）和时域有限差分法
（ＦＤＴＤ）是常用的数值 计算方法，本文使用基
于ＦＩＴ的软件仿真了通
图２ ＬＰＤＡ的仿真模型 信对抗测试中某对数周
期天线的特性。根据对数周期天线的设置，最短的 振子设为 。，长度因子设为ｋ ，最近的距离设为
，距离因子设为忌ｚ，模型建立如图２所示。
使用在平行双线上交叉馈电的方式来建立
ＬＰＤＡ模型，在短振子端采用离散馈电，根据该
ＬＰＤＡ天线的工作频段，设置馈电阻抗为７５Ｑ。实
（ａ）３Ｄ方向图 际使用中，使用同轴线馈电时，可以使用阻抗变换
器进行阻抗匹配。 ２．３仿真结果及分析
天线的驻波系数表征的是天线与接收机之间
的能量转换效率的高低，经过仿真计算得到天线的 驻波系数曲线如图３所示。
图３天线仿真ＶＳＷＲ曲线 从图３中的曲线可以看出，该天线在７５ＭＨｚ
～１．５ＧＨｚ内的全频段内驻波系数均小于３，
８４ＭＨｚ￣１．１２ＧＨｚ频段内的驻波系数小于２．５，９１
￣５８０ＭＨｚ、６１２～７６ＯＭＨｚ等频带内驻波系数均在 ２以下，该天线可以满足一些常用的ＵＨＦ工作设
备的要求。
天线的方向性系数是用来描述天线辐射方向 的参数，仿真得到该ＬＰＤＡ在０．５ＧＨｚ时的３Ｄ方
向图、Ｅ面方向图，Ｈ面方向图分别如图４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）所示。
一ｎ ３ ＯＬｌ ｖ＂Ｍ－－＇＂－－－ ［ ｄｍ￣、√，，、０＼Ｐ
＼／‘、～ 一一 ／ １ ０ １ ８Ｏ
（ｂ）Ｅ面方向图 【 ３ｏ “’） ＼ ￣／ ＼… ＼３ 麟 ＼
１５０＼ ＝＝＝ １０ ｌ ８Ｏ
（ｃ）Ｈ面方向图 Ｏ
图４天线仿真方向图 图４（ａ）给出了天线仿真得到的３Ｄ方向图，图中 作在超短波频段，其体积较大，所以设计者通常使 颜色越深，辐射越强，可以看出天线是朝向短振子方 用一些可拆卸组合的方式制作ＬＰＤＡ。这种方式
向辐射，图４（ｂ）给出天线的Ｅ面方向图，图４（ｃ）是 保证了ＬＰＤＡ在载车行驶中不至于被损坏，增加
天线的Ｈ面方向图，由图可知，该ＬＰＤＡ天线有较 了ＬＰＤＡ天线使用的便利性，延长了ＬＰＤＡ的使
宽的３ｄＢ波瓣宽度，在Ｅ面约为８Ｏ。，而Ｈ面为 用寿命，但反复拆卸容易造成天线磨损。下面就测
１２０。。天线在０．５ＧＨｚ时的仿真增益为７．３ｄＢ。天 试中常见的对ＬＰＤＡ使用时的误区进行分析。
线具有几个副瓣，副瓣电平为一２０．５ｄＢ，前后比为 ３．１ ＬＰＤＡ的波瓣宽，对于方向的要求不高 ２６ｄＢ。 由图４可知，ＬＰＤＡ天线具有较宽的波瓣宽
３ 测试中非正常使用Ｉ ＤＡ误区分析 羹 要Ｎ知Ｎ￣道＿Ｎ信号１２ｏ的￣ 麦荽
在测试中，Ｉ．ＰＤＡ是常用的天线之一，由于工
体上方向对准辐射源或者目标即可。对于电波监 ２０１０年第８期 舰船电子工程 ８７
测来说，要求精确知道信号电平，此时，应该使天线
对准来波方向，从而可以得到电平的最大值，结合
天线自身增益，就可以得到接收地的真实电平。
另外，如果收发天线海拔高度差距很大，此时 由于ＬＰＤＡ在Ｅ面的３ｄＢ波瓣宽度仅有６０。，所以
天线未对准时与实际结果差距较大，应该进行修
正。 ３．２少一根振子不影响天线的使用 由于ＬＰＤＡ的不同振子辐射不同频带的信
号，因此天线的每根振子都是必要的。由于每次测
试结束后都要将振子拆卸，因此难免出现缺失振子 的情形，在这种情况下，我们通常都是继续使用该
天线。事实上，ＬＰＤＡ少了结构中的某个振子时，
（ａ）驻波系数比较 其天线性能有较大的变化，图５（ａ）是图２所示天线
去掉中间的某振子时与原始天线之间的ＶＳＷＲ
（驻波系数）比较，图５中虚线是去掉某根振子ＬＰ—
ＤＡ曲线，实线是完整ＬＰＤＡ曲线。从图中可以看
出，当去掉一个振子后，ＶＳＷＲ在２４０ＭＨｚ到
４００ＭＨｚ中迅速恶化，其余频段的工作状态保持不 变。因此，在天线振子缺失或者某振子接触不良
时，需要考虑所使用的频带，若是该振子是工作在
所需的频带范围内，对测试结果影响较大。图５
（ｂ）和（ｃ）是两天线的Ｅ面和Ｈ面方向图之间的比
较，可以看出少一根振子对天线的方向图有一定的
影响：减小了增益，增加了后瓣电平，并且使天线方
向图偏移。
９０ ９０
’４ ＼： ． ２７０
（ｂ）Ｅ面方向图比较 １２ ／ ／ 蒸
＞－．ｊ）ｏ；｝ａ ｏ ｏ １ｏ
’４ ＼～ ０Ｏ
图５缺振子的ＬＰＤＡ与完整ＬＰＤＡ性能仿真比较
图６是３００ＭＨｚ时天线表面电流的情况。此
时表面电流集中的位置正是缺失振子区域，由于振
子的缺失，导致天线在此处电流分布不连续，同时
天线电流的对称性也已经破坏，从而使天线的反射 损耗增加，并且改变了天线的辐射方向图。去掉与
缺失振子对称的振子后，天线上的电流分布得到平
横，天线的辐射方向不再偏移，但是天线的驻波会 明显变差。
图６ ３００ＭＨｚ时天线表面电流分布 ３．３ 随意更换天线馈线的接头 在某测试中，由于使用时间过长，ＬＰＤＡ的专 用馈线Ｎ型接头老化，无法使用，使用替代馈线
时，测量的数据比理论数据小１０ｄＢ，经过分析得 到，ＬＰＤＡ的馈电头更换可能会导致天线的反射损 耗增加，从而导致接收信号变小，影响测试精度。 ２７０
（ｃ）Ｈ面方向图比较 Ｏ
ｏＢ
３Ｏ
所以在更换天线接头时需要使用经过测试与ＬＰ—
ＤＡ相匹配的馈线及接头，尽量避免由于端口反射 引起的测试误差。
天线馈线的接触不好可能会增加输入电阻和 输入电抗，比较不同输入阻抗时天线的反射系数可
以得到，当输入阻抗分别为１５０Ｑ、２００Ｑ、３００ｌ＂１时的
天线反射损耗曲线如图７所示。
由图７可以看出，天线在不同输人阻抗时的反
射损耗曲线有所区别，所以接头的不匹配会导致天
线的反射信号增加，在实际使用时要注意天线馈电 处的保护。
图７不同输入阻抗情况下的反射损耗 （下转第１３０页）
环形内向双极化对数周期天线阵波束形成技术概要
环形内向双极化对数周期天线阵波束形成技术
对数天线作为一种典型的与频率无关的天线得到广泛应用。当用对数周期天线来组阵,形成高增益的窄波束时,对数天线有其特殊性。直线阵和平面阵难以保持其超宽频带特性,一般采用内向环形阵或扇形阵来实现对数阵列的超宽带特性。本文从理论上详细阐述了对数天线的特点和计算方法,对其组成的双极化内向阵中单元天线的方向图和相位特性进行了分析。提出了波束合成的方法,并对波束性能进行模拟,形成了两种极化的窄波束、宽波束和全向波束。由于环境条件及测试手段限制,短波大型天线阵列的方向图测试十分困难。基于阵的旋转对称特性,本文提出采用等角度间隔的多个相同波束空间抽样的方式,对定点辐射源测试,实现了对窄波束的方向图测试,验证了波束合成的合理性。通过对测试数据的分析,对该阵在测试中发现的一些问题,提出了相应的解决思路。
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第17卷 第4期 太赫兹科学与电子信息学报 Vo1．17，No．4
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波长)。设计和加工制作了一件工作于甚高频(VHF)频段的天线样品，测试结果表明，该天线能够
在55~155 MHz实现电压驻波比(VSWR)<2.5，阻抗带宽达到96%，同时天线在整个工作频带呈现良
好的定向辐射特性，增益大于7 dB。
关键词：交叉偶极子天线；宽带；双极化；紧凑
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最终通过将天线模型剖分网格最大长度限定在1/50λ的方法，使的求解结果在不同频率求解
时的一致性较好，提高了仿真的准确性。为设计者在仿真类似问题时，提供了一种提高求解准
确性的方法。
[ 关键词 ] HFSS；网格设置；对数周期天线
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准确性，表明改进方法的结果符合飞行器终端区进近着陆的要求，可以为民航机场在布设ＩＬＳ台站和飞行校验时提供可靠
的三维空间参考。
关键词：仪表着陆系统；辐射场型；下滑道；三维可视化仿真；地理信息系统
中图分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ｂ
３ＤＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ
ＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇＳｉｔｕａｔｉｏｎｏｆ
Ａｐｐｒｏａｃｈａｎｄ
ＬａｎｄｉｎｇｏｆＡｉｒｃｒａｆｔ
ＳＨＥＮ
Ｘｉａｏ－ｙｕｎ，ＭＥＮＧＪｉａｎ，ＪＩＡＯＷｅｉ—ｄｏｎｇ
（Ｔｉａｎｊｉｎ
ＫｅｙＬａｂｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＩｎｔｈｅｒｅｓｅａＦｃｈｏｆ
ｏｐｔｉｍａｌｆｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌ
ｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｃｉｖｉｌａｖｉａｔｉｏｎｌａｎｄｉｎｇ，ｌａｎｄｉｎｇｓｔａｇｅｉｓｃｒｉｔｉｃａｌｔｏ
超宽带双极化交叉偶极子天线设计
第19卷 第3期 太赫兹科学与电子信息学报 Vo1.19，No.3
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超宽带双极化交叉偶极子天线设计
陈盛嘉，陈 星
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Ｓｙｓｔｅｍｓ
ＱＵ Ｃｈｕｎ－ｑｉｎｇ
（Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ａｉｒ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｂｕｒｅａｕ Ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ－Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００３３５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｌｏｃａｌｉｚｅｒ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｐｕｄｏｎｇ Ｎｅｗ Ａｒｅａ Ａｉｒｐｏ￣．ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｍ ｉｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｓｉｇｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｎｅｘ １ ０ｔ ．Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｉＳ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｄｅ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ，ａｎｔｉ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ ＭＡＴＬＡＢ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏ￣ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ｒｅｓｕｌｔ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒａｇｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＤＤＭ），ｂｅａｍ ｂｅｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ（ＢＢＰ）ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｉｎｃｉｄｅ ｗｉｔｈ ｆｌｉｇｈｔ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｄａｔａ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｈｅｙ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ａｔｏｌ１．ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉＳ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｆｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｃａｌｉｚｅｒ ａｎｔｅｎｎａ；ｌｏｇ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｄｉｐｏｌｅ ａｎｔｅｎｎａ（ＬＰＤＡ）；ｃｏｖｅｒａｇｅ；ＢＢＰ
天线的基本电参数
天线的基本电参数
天线是⽆线电设备系统实现能量转换的装置，天线性能的好坏直接影响⽆
线电设备系统性能的优劣。⼈们⽤天线的电参数来衡量天线性能的好坏。例如，描述天线能量转换和⽅向特性的电参数有：天线输⼊阻抗、天线⽅向图、天线
增益和天线效率等；描述天线极化特性的电参数有：轴⽐和极化隔离度等。本
章简述这些参数的概念和定义。另外，由天线互易定理可知，按照发射天线定
义的电参数，同样适⽤于接收天线。1.4.1 ⽅向图
1.⽅向图的定义
天线⽅向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间⾓度关
系的图形，⽤来表征天线向⼀定⽅向辐射电磁波的能⼒。对于接收天线⽽⾔，
是表⽰天线对不同⽅向传来的电波所具有的接收能⼒。天线的⽅向性特性曲线
通常⽤⽅向图来表⽰。
⽅向图可⽤来说明天线在空间各个⽅向上所具有的发射或接收电磁波的能⼒。2.⽅向图的表⽰法
完整的⽅向图是⼀个三维的空间图（见图1.4.1（a））。它是以天线相位
中⼼为球⼼（坐标原点），在半径r⾜够⼤的球⾯上，转动天线⽅位⾓或俯仰⾓，逐点测定其辐射特性绘制⽽成的。
三维空间⽅向图尽管可以利⽤已有软件⽅便地进⾏测绘，但在实际⼯程应
⽤中，⼀般只需测得⽔平⾯H和垂直⾯E⽅向图即可（见图1.4.1（b））。
图1.4.1 三维空间图
图1.4.2为4种天线的⽅向图，分别是（a）常规抛物⾯天线；（b）喇叭天线；（c）半波振⼦天线；（d）鞭状天线；以帮助⼤家对不同的⽅向图加深了解。3.⽅向图的测量坐标
绘制天线的平⾯⽅向图通常采⽤极坐标（见图1.4.3（a）、（b））和直⾓
坐标（见图1.4.3（c））形式，还可以采⽤3D（见图1.4.3（d））⽅向图形式。极坐标绘出的⽅向图形象直观，但对⽅向性很强的天线难以精确地表⽰；直⾓
坐标恰与其相反，它虽不直观，但可以精确地表⽰强⽅向性天线的⽅向图。⽅
向图纵坐标有相对功率、相对场强和对数3种形式，常⽤的是对数形式。⽅向
图是⽤波瓣最⼤值归⼀的相对⽅向图。
图1.4.2 典型的天线⽅向图
天线的基本电参数 2
天线的基本电参数
天线是无线电设备系统实现能量转换的装置，天线性能的好坏直接影响无线电设备系统性能的优劣。人们用天线的电参数来衡量天线性能的好坏。例如，描述天线能量转换和方向特性的电参数有：天线输入阻抗、天线方向图、天线增益和天线效率等；描述天线极化特性的电参数有：轴比和极化隔离度等。本章简述这些参数的概念和定义。另外，由天线互易定理可知，按照发射天线定义的电参数，同样适用于接收天线。
1.4.1 方向图
1.方向图的定义
天线方向图是表征天线辐射特性（场强振幅、相位、极化）与空间角度关系的图形，用来表征天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，是表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性特性曲线通常用方向图来表示。
方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。
2.方向图的表示法
完整的方向图是一个三维的空间图（见图1.4.1（a））。它是以天线相位中心为球心（坐标原点），在半径r足够大的球面上，转动天线方位角或俯仰角，逐点测定其辐射特性绘制而成的。
三维空间方向图尽管可以利用已有软件方便地进行测绘，但在实际工程应用中，一般只需测得水平面H和垂直面E方向图即可（见图1.4.1（b））。 图1.4.1 三维空间图
图1.4.2为4种天线的方向图，分别是（a）常规抛物面天线；（b）喇叭天线；（c）半波振子天线；（d）鞭状天线；以帮助大家对不同的方向图加深了解。
3.方向图的测量坐标
绘制天线的平面方向图通常采用极坐标（见图1.4.3（a）、（b））和直角坐标（见图1.4.3（c））形式，还可以采用3D（见图1.4.3（d））方向图形式。极坐标绘出的方向图形象直观，但对方向性很强的天线难以精确地表示；直角坐标恰与其相反，它虽不直观，但可以精确地表示强方向性天线的方向图。方向图纵坐标有相对功率、相对场强和对数3种形式，常用的是对数形式。方向图是用波瓣最大值归一的相对方向图。
一种旋转对数周期天线设计
一种旋转对数周期天线设计
旋转对数周期天线是一种用于无线通信系统的天线设计，它能够提供更广泛的覆盖范围和更高的增益，以满足日益增长的通信需求。本文将介绍旋转对数周期天线的设计原理、特点和应用。
一、设计原理
旋转对数周期天线是一种特殊结构的天线，它由许多相互垂直的单元组成。这些单元被设置在一个旋转对数周期的曲线上，这个曲线的定义是每一段等于前一段长度的相连，并且相邻两段之间的夹角是一个常数。这种曲线的特点是在任意一点上，曲线的切线和曲线的半径矢量构成一个恒定的夹角。这使得天线在发射和接收信号时，能够以相同的功率和相同的效率来完成。
旋转对数周期天线的设计原理是利用曲线的这种特性来实现充分的辐射效果。通过调整曲线的长度和角度，可以实现辐射角度的控制和增益的提升。曲线的长度和角度的选择是根据具体的通信需求来确定的，可以通过仿真和优化来实现最佳的设计。
二、特点
1. 宽频覆盖：旋转对数周期天线能够实现宽频覆盖，能够适应不同频段的通信需求，具有良好的通用性和灵活性。
2. 高增益：通过合理的设计和优化，旋转对数周期天线能够实现较高的增益，能够提供更远距离的通信连接。
3. 天线指向性：旋转对数周期天线能够实现可控的辐射角度和指向性，能够满足不同场景和需求的通信覆盖。
4. 抗干扰能力：旋转对数周期天线能够通过合理的设计和优化，实现对环境干扰和杂散信号的抑制，提高通信质量和可靠性。
5. 结构简单：旋转对数周期天线的结构相对简单，易于制造和安装，成本低廉，适合大规模应用。
三、应用
旋转对数周期天线适用于各种无线通信系统的应用场景，如移动通信、卫星通信、雷达系统等。具体应用包括但不限于以下几个方面：
1. 移动通信基站：旋转对数周期天线能够实现宽频覆盖和高增益，适用于移动通信基站的覆盖和扩容。 2. 卫星通信地面站：旋转对数周期天线能够实现对地卫星链路的稳定通信，适用于卫星通信地面站的接收和发射。
超短波对数周期天线,对数天线,短波天线
超短波对数周期天线
产品概述：
该天线宽频段内辐射方向特性稳定，可根据适时电离层高度，选择通信频率，
保证通信质量。
产品特性：
特别适合于中、远距离通信；可用做超短波定向发射或接收天线；辐射仰角
低、扇形辐射，增益高，后向辐射小, 前后比高。
产品概述：
该天线宽频段内辐射方向特性稳定，可根据适时电离层高度，选择通信频率，
保证通信质量。
产品特性：
特别适合于中、远距离通信；可用做超短波定向发射或接收天线；辐射仰
角低、扇形辐射，增益高，后向辐射小, 前后比高。 ZY2408 对数周期天线
频率范围 30MHz~225MHz
极化方式 垂直极化
标准阻抗 50Ω
电压驻波比 ≤2.5（TYP）
射频接口 N 型头
增益 ＞6dBi（TYP）
工作温度范围 -40℃~+60℃
天线展开后的尺寸 5.6m×8m（含支撑架）
重量 约为390kg
规模、结构、接口、控制方式、监控协议等可定制 ZY2408B-A
超短波对数周期天线
频率范围 80MHz~1350MHz
极化方式 垂直极化
标准阻抗 50Ω
电压驻波比 ≤2.5（TYP）
射频接口 N 型头
增益 ＞6dBi（TYP）
工作温度范围 -40℃~+60℃
天线展开后的尺寸 5.6m×8m（含支撑架）
重量 约为390kg
规模、结构、接口、控制方式、监控协议等可定制
产品概述：
该天线宽频段内辐射方向特性稳定，可根据适时电离层高度，选择通信频率，
保证通信质量。
产品特性：
特别适合于中、远距离通信；可用做超短波定向发射或接收天线；辐射仰
角低、扇形辐射，增益高，后向辐射小, 前后比高。
ZY2408B 超短波对数周期天线
频率范围 100MHz ~1350MHz
极化方式 垂直极化
标准阻抗 50Ω
电压驻波比 ≤2.5（TYP）
射频接口 N 型头
增益 ＞6dBi（TYP）
工作温度范围 -40℃~+60℃
天线展开后的尺寸 5.6m×8m（含支撑架）