细说平板天线的原理

上个世纪末期，平板天线曾出现在国内的相关展览会和市场上，当时能见到的多为日本和韩国生产制造的，如图1所示的两款平板天线。但是，由于当时这些平板天线价格昂贵，有些技术指标也不太适合我国使用，所以没有多久因为打不进中国市场，很快便消声匿迹了。其实，平板天线在国外，也没有流行起来，原因多种多样，而其中主要原因是价格问题，平板天线比反射面天线要贵很多，再加之制造工艺要复杂的多，所以在一定程度上是竞争不过目前流行的反射式抛物面天线的。

在国内，近来出现了平板天线。这些平反天线多数是国内厂家自己生产的，有相应的平板天线的广告。正因为这些平板天线是国内厂家生产的，因此它考虑到国内所需产品的特点，使国产平板天线既可以接收自己的直播星，也可以出口海外。因此目前国内生产的平板天线一改往曰纯进口平板天线的特点，适用性提高了。同时由于工艺上的改善，平板天线的技术指标也大大改观，再加之由于是国内生产，其生产成本也降低了不少。因此可以说，平板天线在我国已进入了实用性阶段。

应该说，平板天线与我们现在已大量使用的反射式抛物面天线有很大的不同。反射式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。

目前，平板天线有振子式、缝隙式等几种，它们集中的特点是体积小、重量轻、风阻小、安装使用方便；内置高频头使天线与高频头一体化，调节便利；平板天线的效率较高，特别适用于直播星电视的接收。

如果我们将过去进口的一款振子式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材料组成。如图2。

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2的结构图中没有画这二层。

第二层为接收天线层。是一层印刷电路板金属层，它的上面印刷着许许多多排列整齐的单元振子形成的天线阵，故可称天线基板层。这一层决定着平板天线的技术质量。单元振子的形状是多样的。

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，又是馈线的一部分，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，采用着微波技术中的微带电路技术，对其工艺要求的又很高，特别是天线阵中馈电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二十余年的历史，至今才见到质优价廉的平板天线的出现于国内市场，其原因恐怕就在如此。           　　

振子式平板天线及其工作原理

*注意*直播电视的出现，使*注意*下行信号的频率提高到12GHz，波长变短达到2．5cm，这为平板天线的出现提供了可能。因为平板天线不可能做的很大，只有波长较短时，平板天线才可能做的较小些。

实际上平板天线是从雷达和无线电通信中常用的阵列式天线移植到Ku波段*注意*电视接收天线上来的。

所谓阵列式天线，就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3。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。

何谓半波振子单元天线呢?如图4(1)，这是一付对称天线，其每一端臂长1／4波长，是用金属导体制作而成，两端全长为1／2波长，这种天线称半波振子天线。如果一付天线长度恰好为半个波长，此时的天线呈现为谐振状态，其特性阻抗最小且为纯阻，无电抗，损耗最小故辐射最大。其辐射的方向性图如图4(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—侧口一反射板，其辐射方向就成为图4(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，即阵列式天线的特性了。由垂直于天线阵的方向来看，由于入射电波距