菱形四偶极板天线结构与测试

菱形四偶极板天线结构与测试

作者：林振兴

来源：《卫星电视与宽带多媒体》2008年第11期

·摘 要·

近年来，广播电视“村村通”工程实施后，新的发射设备、器材在各地转播、发射台陆续投入使用。作者结合“村村通”工程建设的实践，对福建宁德市太姥山电视转播台新架设的分米波段菱形四偶极板天线基本结构与指标测试进行分析介绍，供同行技术维护参考。 概述

偶极板天线是一种以四个等幅同相馈电、全波偶极子为基本辐射单元的塔面安装天线，工作在米波第Ⅲ频段（167－223MHz）和分米波第Ⅳ、V电视频段（470－566 MHz、606－958 MHz），是一种应用非常广泛的宽带电视发射天线。

偶极板天线在天线家族中属一种类型的天线，因偶极臂的形状与馈电系统的区别，在结构上有很多不同的形式，但它们的共同点都是对四个辐射单元实行等幅度同相位馈电。 偶极臂的形状，一般有管状与板状两类，具体有流线型、圆柱形、矩形、菱形和圆形几种。在电视第Ⅲ频段，多数采用管状偶极子；在电视第Ⅳ、V电视频段，管状和板状皆用。 辐射器之所以采用全波偶极子，是因为电压馈电的全波偶极子比电流馈电的半波偶板子，具有频带较宽的阻抗特性；板天线之所以采用等幅度同相位馈电方式，是因为这种方式可使方向图的主向不随频率的改变而变化，并在很宽的频带内保持天线增益的稳定性。

宁德市太姥山电视转播台在2006年“村村通”工程建设中，在U频段32频道（662－670 MHz）和38频道（710－718 MHz），增加转播电视台第一套和第七套两套电视节目，使用菱形四偶极板天线发射。这种天线是在偶极板天线的基础上发展的。

菱形四偶极板基本结构

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菱形四偶极板天线工作在分米波第Ⅳ、V电视频段（470－860MHz），其结构如下图所示。

这种四偶极板天线的辐射器为菱形板偶极子，偶极臂用螺栓固定在平行线的两侧，在偶极子的前方安装了一对引向器，在后方紧靠馈电点处，安装了一块电容板。引向器和电容板起着调配器作用，对偶极子辐射器的输入阻抗有明显影响，敏感性极高。

这种天线的馈电系统，是在同轴馈线的输入端，功率被分成相等的两半，分别经上、下分支同轴馈线馈送到平衡转换处的小孔，同轴线的内导体穿过小孔与另一平衡线相接，完成由不平衡到平衡的转换，并再将功率分成相等的两半，经平衡线馈送给每个偶极子平衡器，构成等幅度同相位的馈电系统。

为获得宽频带的阻抗特性，根据调试此种天线的经验，首先要求平衡转处的阻抗特性要有很高的“凝聚性”，即要求该处的阻抗在很宽的频带内变化不大。尽管阻抗中包含着较大的电抗分量，但可通过调整跳接线的粗细、引向器相对于菱形板轴线的位置、引向器与偶极子的距离、电容板的大小以及电容板与馈电点的间接来得到满足。此后，在分支同轴线中插入一段阻抗变换线（一般为插入线），将平衡转换处高度凝聚的阻抗变成100Ω，与分支同轴线相匹配，并在两分支同轴线的并联处合并为50Ω。并联处是一个不连续点，需要在该处增设一个可以调整的电容盘，以便消除由于不连续而引起的附近反射。 下图为该型天线的实测水平面方向图，其半功率角为°。

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菱形四偶极板天线运行指标测试

菱形四偶极板天线单面（U-01）的主要技术参数如下列表格所示：

在实际应用中，我台使用美国鸟牌天馈线测试仪（SA－1700），在6.3MHz、670.38 MHz、711.14MHz和717.97MHz四个频点上，测得天线驻波比分别为1.09、1.06、1.08和1.09。在日常技术维护中，应定期对天线的运行指标进行测试。天线驻波比频率特性如下图所示：

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参考资料

1李孝勖.广播电视技术手册第七分册. 北京.国防工业出版社，1995.08.