细说平板天线的原理

线也不是平行于平板天线的其它方向电波而言，如图6，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，目口不同入射角9的电波，所形成的行程差L也不相同，天线在该方向形成的辐射强度也不相同，因此天线会出现一些不同于主辐射的辐射方向，即出现旁瓣辐射。

由以上分析我们得知，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的电波是最弱的，是接收不到的。至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7。同时我们也由此感觉到，平板天线与反射式抛物面天线一样，天线口径越大，方向性越强，天线口径越小，方向性越差。这也说明只有小口径天线，才可能实现一锅多星的道理。 　　

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。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，频率范围如果是恫．7—12．75GHz，那么对应的波长在2．353-2．564cm之间。1／2波长为7．177-1．282cm，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，所以实际半波振子单元长度为1．0455—1．107cm之间，取其平均值便是1．076cm，目口11mm左右，这个长度范围便是平板天线中单元(半波)振子的长度，只有在这个长度范围内的生产制造的平板天线，才适合接收11—12GHz的Ku波段*注意*信号。

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的电波，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。现在就让我们认识一下这些等效辐射元。

1、片状形等效辐射元：如图8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8(1)仅为片状形一例。

2、同平面电极形等效辐射元：如图8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。此例为圆极化辐射单元。

3、槽缝形等效辐射元：如图8中(3)，由上下两块金属板形成封闭波导，而上板开有许多槽缝，将空间电波导入并在内部汇集由波导引出。这方面技术将在后述内容中介绍。

4、线状形等效辐射元：如图8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。因此将线做成曲折矩形，变折部分为传输线，平直部分为辐射振子。

振子式辐射单元间的馈电

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完全是同相馈电，才能使平板天线有较高的增益和较强的方向性。振子式平板天线各辐射单元依靠微带馈线来馈电，馈电线路不仅要保证各个辐射单元要同相馈电，而且要保证各个辐射单元之间联接与微带馈线间的阻抗匹配问题，这样才能达到衰耗小、效率高。

由于各辐射单元振子是多个连接使用，因此电路是不断地并联。每二个辐射单元并联一次，阻抗便降低一半，所以馈线的特性阻抗会发生改变，国此要特别注意它们之间的匹配。微带传输线是做在同一基板上，不可能用改变带间距离的方法来改变阻抗，所以只有改变微带宽度来控制阻抗变化。为了使不同线段间匹配，馈线上还装有许多入／4阻抗变换器。

为了保证处于不同部位的单元振子都能得到同相位的馈电，因此在设计振子式平板天线布线时，通过调整微带馈线的长短来达到这一目的。

振子式平板天线与高频头的联接

由于平板天线各辐射单元是靠微带馈线联接的，电波在振子处已变为感应电流，各微带馈线集中汇总后可以直接以电流形式传输给高频头中下变频器。既不需要馈源，也减少了由电波的电场形式转换为电流形式的损失，有利于信号的接收。

此时的高频头，可以是集中参数式，也可以是分布参数微带式。而且还可以把高频头直接装在平板天线后面，或者通过微带式高频头直接做在平板天线里面，使其成为天线－高频头一体化的新型结构，既美观也改善了可靠性，真是一举双得。目前，市场上平板天线已绝大部分是平板天线＋高频头一体化的平板天线了。