[发明专利]水平极化波天线的基本特性及波幅乘方天线

说明书

本发明涉及水平极化波的广播电视等无线电通信设备天线的基础理论定理和波幅乘方接收天线或天线阵。

水平极化波的广播电视等无线电通信设备的发射天线和接收天线，尤其是电视广播的接收天线。辐射和接收电磁波能量源的有源振子，有半波振子、X形振子、扇形振子等L形有源振子天线；还有半波折合振子、圆环振子、框形振子等O形有源振子天线。中国1985年出版的《无线电爱好者手册(上)》第439页的论文《电波与天线》，其中，提出了“天线的互易特性”理论定理，研究论证了L形半波振子天线的基本特性和基础理论，测试论定的半波振子天线的几何长度2L＝(1-Δ％)λ/2，功率增益比值G_P＝1.64倍，电平增益B_P＝2.15dB；半波折合振子天线的电气长度2L和最大接收功率Pmax的计算公式与半波振子相同，而它的最大感应电压Umax是半振子天线的2倍；圆环振子天线的与两个相距0.27λ半波振子天线等效，功率增益B_P＝3.15dB。现有技术对有源振子天线的论证，为天线的技术设计提供了基础理论依据。由于天线的互易特性定理，是在测试半波振子作为发射天线时的技术参数后，作出缺乏全面论证的理论推导的定理，所以，现有有源振子天线的技术理论和技术参数，是在有源振子作为发射天线时，测试得出的技术参数，然后运用天线的互易特性定理，互易为接收天线的技术参数的理论结果。这种测试互易的方法，在中国杂志《无线电》1983年第5期第16页刊登王国强、蔡志莹编写的《圆环天线》论文中，也有更加明确的论述和记载。天线的互易特性定理出现的片面性，是对有源振子天线的基本特性缺乏全面的认识和论证，如上这种测试互易的方法简便易得，导致这种具有片面性的定理理论延误至今，也是现行水平极化波通信天线的有源振子应用失误的主要原因。尤其是广泛涉及千家万户电视接收机的接收天线，多以O形半波折合振子和圆环振子为主体地应用于接收天线的失误，包括中国专利H01Q96206956.6，同样是以O形有源振子为主体的接收天线。这些O形有源振子接收天线，接收频道信号的功率增益或灵敏度低，影响了电视广播的有效接收距离、有效接收范围和接收信号再现的质重效果，有碍于广播电视等无线电通信向高频段的扩展，并且造成有源振子的原材料倍量地消耗和浪费。因此，现行电视广播通信迫面转向高难度、高消耗的天线放大器、增设差转台和闭路电视有线化的方向发展。

本发明的目的是要重新认识水平极化波通信天线的基本特性，创新研究有源振子天线的基础理论，纠正天线的互易特性定理和天线理论的片面性，提出对称振子天线的互易与互逆特性理论定义，优化水平极化波通信天线有源振子的设计和应用，研究广播电视天线优化应用的L形对称振子天线、节幅波对称振子接收天线和波幅乘方接收天线，完善水平极化波通信天线的基础理论研究。它能够纠正天线的互易特性定理和天线理论存在的片面性，为天线的优化设计和优化应用提供正确的基础理论依据，提高设计天线辐射和接收电磁波能量的效率，显著地提高接收天线的功率增益，促进广播电视通信沿着无线通信的方向发展。