什么是盤錐天線，盤錐天線各部分尺寸標(biāo)注

什么是盤錐天線

盤錐天線，也叫’錐臺(tái)天線‘，是由圓盤和錐體構(gòu)成的天線。下圖是盤錐天線的側(cè)視示意圖：

盤錐天線的側(cè)視示意圖

了解盤錐天線

盤錐天線是單極子天線的一種，屬于寬帶天線。我們結(jié)合下面這張有標(biāo)注的圖片來了解一下它：

盤錐天線各部分尺寸標(biāo)注

它是有限雙錐天線的演變體，也是單極子天線的演變體。

我們可以把它看做是雙錐天線的上錐體半張角θ=90度，而下錐體半張角為θ的有限雙錐天線。

盤錐天線優(yōu)良的阻抗帶寬特性就得益于它的這種特殊幾何結(jié)構(gòu)，還有它的非對(duì)稱激勵(lì)方式，在饋電時(shí)圓盤（紅色橫線）與同軸線的內(nèi)導(dǎo)體（紅色豎線）相連，圓錐的錐頂與同軸線的外導(dǎo)體（藍(lán)色豎線）相連。這使得它在VSWR（電壓駐波比）小于等于2時(shí)，阻抗帶寬可以達(dá)到3~4個(gè)倍頻。通常倍頻大于2的天線就可以稱為超寬帶天線了。

盤錐天線通常用在VHF（30~300MHz）和UHF（300~3000MHz）頻段，由于錐體的尺寸和重量大，通常會(huì)用等間距金屬管構(gòu)成，從而可以減重和減成本，比如下圖中的這個(gè)天線：

如果我們把盤錐天線的盤和錐體分別看成兩個(gè)單極子，這兩個(gè)單極子的輸入阻抗是不同的，整個(gè)盤錐天線的輸入阻抗可以看成這兩個(gè)單極子的輸入阻抗串聯(lián)，它的阻抗近似為Z0=60Lncot（θ/2），只要設(shè)計(jì)合理，就可以使這兩個(gè)單極子的輸入阻抗隨工作頻率的變化達(dá)到互補(bǔ)，從而在設(shè)計(jì)頻帶內(nèi)保持整個(gè)天線的輸入阻抗變化不大。

實(shí)際和理論分析表明，盤錐天線的垂直面（E面）方向圖，在低頻時(shí)與普通偶極子天線類似（均為水平全向天線），而在高頻時(shí)，由于圓盤相對(duì)于波長(zhǎng)變大了產(chǎn)生了反射，使得最大輻射方向偏離了水平面，向錐體方向靠攏，這讓水平方向的增益下降，所以，圓盤的直徑不能太大。不過，圓盤太小會(huì)導(dǎo)致阻抗特性惡化。

錐體半張角和斜高

一般情況，錐體半張角θ很小的時(shí)候，它的方向圖與普通單極子的方向圖類似，只有高頻端的最大輻射方向會(huì)偏下。隨著θ的增大，高頻端的偏離更加嚴(yán)重，尤其是2θ》90度時(shí)，方向圖會(huì)呈現(xiàn)蝴蝶狀。然而，盤與錐體的距離（e）和錐體頂端的大小（B2）的取值對(duì)方向圖沒有明顯影響。

盤錐天線的尺寸設(shè)計(jì)

盤錐天線的尺寸

尺寸約定：

λ=波長(zhǎng)

L=斜高

D=盤的直徑

B1=錐體底部的直徑

B2=錐體頂部的直徑

θ=錐體半張角

e=盤與錐體之間的距離

A、理論設(shè)計(jì)參數(shù)

L=0.7λ，B1=0.6λ，

D=0.4λ，θ=25度，e《《D

B、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)

L=K*λ/4（K=1.1~1.3），D=0.7B1

半張角θ的選擇與L有關(guān)，通常2θ=25~90度取值，當(dāng)2θ較小時(shí)L取大些，當(dāng)2θ=60~90度時(shí)L可以取小一些。

盤與錐體的間距（e）幾乎與L和θ無關(guān)，e的大小對(duì)饋電點(diǎn)的分布電容大小有不可忽視的影響，它會(huì)影響天線的輸入阻抗，所以，e通常取0.3B2。

B2的取值根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度而定，B2的大小會(huì)影響頻率高端的輸入阻抗。
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