单偶极子调频发射天线技改

龙志嘉

【摘要】县级1千瓦以下调频发射机的天线，都为简单的单偶极子半波振子天线。我国的天线是北方生产南方用，设计理论与制作工艺不符合南方的气候。所以该天线的故障率很高，主要是进水引起短路。为了0停播率，平时我们自制调频发射天线代替工厂生产的天线。单偶极子调频发射天线技改，就是自制全波天线代替半波振子天线工作。

【关键词】广播电视;自制;全波段天线

在工作中，小功率调频发射机的天馈系统因为长期工作而引起漏水故障，严重的是冬天被铁塔掉落凌冻雪块匝断天线振子导致天线损坏。所以需要自制备用垂直极化单偶极子调频发射天线。自制天线一般用直径27以上的馈管做振子。

为自制天线，需要学习振子天线知识资料，我们知道，半波振子天线（H=0.25λ）的辐射阻抗：RΣ=73.13Ω+j42.5Ω。为消除感抗j42.5Ω，要缩短振子一定的长度，理论上谐振时半波振子天线的输入阻抗约为70Ω纯阻。完整的对称振子的辐射阻抗如表1：

对称振子（长度2H）的输入阻抗与振子半边长（）

的关系曲线如图1所示。

对称振子天线的输入阻抗与振子长度的一般公司如表2、表3.

几种典型电长度的对称振子天线的电流分布如图2所示。

图2是对称振子的馈电输入的电流方向（上振子电流方向“进”、下振子电流方向“出”瞬间的电流方向图）。

振子天线的方向性图的尖锐程度用波瓣宽度来表示。通常规定场强从最大1到0.707处，此两点的夹角及为波瓣宽度。用2θ0.5表示。半波天线的方向性图如图3所示。

波瓣宽度窄，天线辐射能量就集中。半波天线的波瓣宽度2θ0.5=78°。

对称振子天线的方向性系数为表2所示。

对称振子的E面方向性图如图4所示。

在图4中，图4a为半波对称振子天线的E面方向图，半波振子的半功率波瓣宽度BW0.5E=78°。图4b为全波对称振子天线的E面方向图，全波振子的半功率波瓣宽度BW0.5E=47°（<78°）。即相对于半波振子而言，全波振子天线的主波束变窄，方向性变强了。

一、自制对称振子天线设计的理论根据

每一个单位，都有旧的、特别粗的电缆线（及旧的主馈管）。由于主馈管的特性阻抗等于50Ω，我们希望主馈管直接与天线连接，不加阻抗变换器。根据表1、表3、表4的理论值，选择自制全波天线。全波天线的阻抗：

RΣ=199.1Ω+j125.4Ω

选择直徑27cm以上的馈管做振子。为消除感抗分量（j125.4Ω），选择缩短系数为5%，将振子（H）缩短。我们的发射频率为99MHz（中心频率），波长 为3.03m，缩短后的振子长度为：2H=3.03-（3.03×5%）= 2.88m 。

主馈管直接与天线的连接方式如图5所示。

从图5知道，全波天线阻抗200Ω，不需要阻抗变换器，馈电口经过 （二分之一波长）U循环后，天线阻抗为50Ω。直接与主馈线连接，理论值是阻抗匹配为VSWR=1。

二、实践制作数据

从理论知识知道，全波天线阻抗的输入阻抗200Ω（纯电阻），经过单偶极子天线的二分之一U循环阻抗变换器，在天线馈电口天线的输入阻抗为50Ω。就可以直接与50Ω主馈线连接，理论值是阻抗匹配为VSWR=1。

我们实践制作，在地面调试（将振子固定在木条上），在100±10MHz频率范围内，驻波比最大值为VSWR=1.07。如图6所示。

结论：自制效果，发射机在工作中的反射功率为0W，在同等接收距离的场强比采购个工厂天线的场强高5dB。达到技改目的。