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《卫视周刊》近日刊登出一些有关平板天线的译文资料，引起不少读者的关注。其实平板天线在国外及国内早已有所研究和开发，只是由于种种原因，尚未达到十分普及的程度，特别是成本价格下不来，技术指标尚需改善。1998年底，国内已有某厂家研制出来样品，去年有线电视展会上，也曾有个国外厂商，拿来了样品供展览，试用的结果也不是令人很满意。是什么原因制约着平板天线这么多年来，迟迟不见广泛使用，我们不妨从其结构、工作原理、工艺技术等方面来谈谈。
应该说，平板天线与我们现在已大量使用的抛物面式天线有很大的不同。抛物面天线是采用一次或二次反射式的接收天线，而平板天线是直接接收式天线，前者的天线面是起反射作用的，后者的天线面就是直接接收的天线，因此二者有本质的不同。
一、平板天线结构的揭秘
如果我们将平板天线的天线面纵向切开的话，我们就会见到这个天线面是由五层结构组成。
如图一。
第一层和第五层为天线保护层，又称天线罩，是用耐腐蚀介质做成。它起到防止氧化、衰减紫外线对印刷板电路的影响、防雨、雪侵蚀的作用。图一的结构图中未画这二层。
第二层为接收天线层。是一层印刷电路板金属层，其上面印刷着许许多多排列整齐的单元振子天线阵，故可称天线基板层。这一层决定着平板天线的技术质量。单元振子天线可以是多样的。 第三层为印刷电路板的介质层，它支撑着第二层。
第四层为接地导体层，它是一层金属箔板，既起到对天线阵的反射作用，又可以是馈线的另一导体，组成微带传输线。天线阵的输出，与装在平板天线板后的高频头联接。
由此我们可以看出，平板天线有一个较为复杂的结构，又使用着微波技术中的微带电路技术，对其要求的工艺又很高，特别是天线阵中的相位的同相性要求极其严格，它和反射式抛物面天线的结构相差很大，因此设计与制造都有较大的难度。平板天线理论的提出已有十余年的历史，至今未见质优价廉的平板天线的大量出现于国内市场，其原因恐怕就在如
此。
二、平板天线及其工作原理
卫星直播电视的出现，使频率提高到12GHz，波长变短达到
2.5cm，这为平板天线的出现提供了可能。
实际上平板天线是从雷达和通信常用的阵列式天线移植到Ku波段卫星电视接收天线上来的。
所谓阵列式天线，是将许许多多半波振子单元天线进行有规律地排成行和列而形成。如图二。通常每个相邻半波振子单元之间，包括行距与列距，相隔半个波长的整数倍，从而构成一个天线阵。半波振子的单元的数量取决于平板天线的增益要求，增益要求愈高，其采用的半波振子单元也就愈多。例如，平板天线增益要求达到34dB，那么平板天线的半波振子单元，就得有480个之多。因此振子单元愈多，增益愈高，平板天线的面积也就愈大。
xx半波振子单元天线呢？如图三
（1）这是一付对称天线，其每一端臂长1/4波长，两端全长为1/2波长，这种天线称半波振子天线。此时的半波振子为谐振状态，阻抗为纯阻且最小，
（75）无电抗，损耗最小故辐射最大。其辐射图如图三 （2），即以半波天线为轴，向垂直于轴线的四周辐射，从剖面看形成8字形辐射。如果再在半波振子天线平行一侧加一反射板，其辐射方向就成为图三
（3）所示，辐射成了单方向性的。除主瓣辐射之外，增加了二个副瓣辐射，即有了其它方向辐射，尽管较小。
当我们明白了单一的半波振子天线的辐射特性后，就可以分析由若干个半波振子天线单元形成的天线阵，即陈列式天线的特性了。由垂直于天线阵的方向来看，由于入射电波距各个振子的行程相同，电波的相位都相等，天线阵的辐射能量为各个半波振子辐射相加，因此天线阵辐射为单个振子的倍数。
而从天线阵的行与列的平面的方向来看，入射波到每个半波振子的行程不等，相差半个波长，因此每个半波振子电波相位都差半分波长，即相差180°，故半波振子间相位相仅，辐
射相互抵消，总的辐射为零。这就意味着，天线阵的平面方向无辐射。
对于其它方向而言，如图四，各振子间在该方向电波行程差为L。不难看出，由于不同方向电波，即不同入射角θ的电波，所形成的行程差L也不相同，在该方向形成的辐射也不相同，因此会出现一些不同的辐射，即旁瓣。旁瓣辐射的数量和强度与半波振子的数量相关，振子越多，旁瓣越多，越弱。
由此上分析我们得知，阵列式天线在接收垂直于天线面方向上电波能量最强，而来自天线面平行方向上电波是接收不到的。对于接收其它方向的电波能力，也有一点，而这是我们所不欢迎的，可以通过加大天线阵中半波振子的数量，来加以消除。因此我们可以说，平板天线主接收方向是垂直于天线的法线方向。如图五。
三、平板天线中半波振子单元的几种等效辐射单元
在平板天线中，采用阵列式天线，而它的基本单元是半波振子单元天线。而这种基本单元，我们又可以称其为天线的辐射单元。在Ku波段，频率范围如果是
11.7ｕ-
12.75GHz，那么对应的波长在
2.353-
2.564cm之间。1/2波长为
1.177-
1.282cm，取其平均值，半个波长为
1.23cm在实际使用中，由于还要考虑天线有个缩短因素，因此半波振子单元的实际长度还要乘以缩短系数
0.85-
0.9，因此实际半波振子单元xx为
1.0455-
1.107cm，取其平均值便是
1.076cm。上面我们分析了平板天线中的基本单元或称辐射单元是半波振子天线，但由于它仅能接收线极化波且形式单一，尺寸也不能缩小。所以在实际使用中，人们常用其它各种等效形式的辐射元来替代它。这样生产出来的平板天线不仅面积、尺寸减少些，而且有的可以接收圆极化波。现让我们认识一下这些等效辐射元。
1、片状形：
如图六中1，依靠上、下电极组成的极片作为辐射单元。片状图形种类较多，图七为片状形一例。此二例均为圆极化辐射单元。
2、共用面电极形：
如图六中2，依靠电极与周围的接地线构成。同平面电极在其相邻的缝隙处产生电场，来辐射电波。
3、糟缝形：
如图六中3，由上下两块金属板形成封闭波导，而上板开有许多糟缝，将空间电波导入并在内部汇集由波导引出。
4、线状形：
如图六中4，没有单元振子，而依靠传输线上各不同位置的电流分布产生同相辐射。因此将线作为矩形曲折，变拆部分为传输线，平直部分为辐射振子。
四、辐射单元间的馈电
平板天线中的辐射单元的馈电是一个难度较高的技术性问题，必须保证各辐射单元间是同相馈电，才能使平板天线有较高的增益和较强的方向性。各辐射单元依靠微带馈线来馈电，馈电线路要解决电路阻抗匹配和相位的联接问题。
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