專利名稱：：水平極化波天線的基本特性及波幅乘方天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水平極化波的廣播電視等無(wú)線電通信設(shè)備天線的基礎(chǔ)理論定理和波幅乘方接收天線或天線陣。水平極化波的廣播電視等無(wú)線電通信設(shè)備的發(fā)射天線和接收天線，尤其是電視廣播的接收天線。輻射和接收電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形有源振子天線；還有半波折合振子、圓環(huán)振子、框形振子等O形有源振子天線。中國(guó)1985年出版的《無(wú)線電愛(ài)好者手冊(cè)(上)》第439頁(yè)的論文《電波與天線》，其中，提出了“天線的互易特性”理論定理，研究論證了L形半波振子天線的基本特性和基礎(chǔ)理論，測(cè)試論定的半波振子天線的幾何長(zhǎng)度2L＝(1-Δ％)λ/2，功率增益比值GP＝1.64倍，電平增益BP＝2.15dB；半波折合振子天線的電氣長(zhǎng)度2L和最大接收功率Pmax的計(jì)算公式與半波振子相同，而它的最大感應(yīng)電壓Umax是半振子天線的2倍；圓環(huán)振子天線的與兩個(gè)相距0.27λ半波振子天線等效，功率增益BP＝3.15dB。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)有源振子天線的論證，為天線的技術(shù)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。由于天線的互易特性定理，是在測(cè)試半波振子作為發(fā)射天線時(shí)的技術(shù)參數(shù)后，作出缺乏全面論證的理論推導(dǎo)的定理，所以，現(xiàn)有有源振子天線的技術(shù)理論和技術(shù)參數(shù)，是在有源振子作為發(fā)射天線時(shí)，測(cè)試得出的技術(shù)參數(shù)，然后運(yùn)用天線的互易特性定理，互易為接收天線的技術(shù)參數(shù)的理論結(jié)果。這種測(cè)試互易的方法，在中國(guó)雜志《無(wú)線電》1983年第5期第16頁(yè)刊登王國(guó)強(qiáng)、蔡志瑩編寫的《圓環(huán)天線》論文中，也有更加明確的論述和記載。天線的互易特性定理出現(xiàn)的片面性，是對(duì)有源振子天線的基本特性缺乏全面的認(rèn)識(shí)和論證，如上這種測(cè)試互易的方法簡(jiǎn)便易得，導(dǎo)致這種具有片面性的定理理論延誤至今，也是現(xiàn)行水平極化波通信天線的有源振子應(yīng)用失誤的主要原因。尤其是廣泛涉及千家萬(wàn)戶電視接收機(jī)的接收天線，多以O(shè)形半波折合振子和圓環(huán)振子為主體地應(yīng)用于接收天線的失誤，包括中國(guó)專利H01Q96206956.6，同樣是以O(shè)形有源振子為主體的接收天線。這些O形有源振子接收天線，接收頻道信號(hào)的功率增益或靈敏度低，影響了電視廣播的有效接收距離、有效接收范圍和接收信號(hào)再現(xiàn)的質(zhì)重效果，有礙于廣播電視等無(wú)線電通信向高頻段的擴(kuò)展，并且造成有源振子的原材料倍量地消耗和浪費(fèi)。因此，現(xiàn)行電視廣播通信迫面轉(zhuǎn)向高難度、高消耗的天線放大器、增設(shè)差轉(zhuǎn)臺(tái)和閉路電視有線化的方向發(fā)展。本發(fā)明的目的是要重新認(rèn)識(shí)水平極化波通信天線的基本特性，創(chuàng)新研究有源振子天線的基礎(chǔ)理論，糾正天線的互易特性定理和天線理論的片面性，提出對(duì)稱振子天線的互易與互逆特性理論定義，優(yōu)化水平極化波通信天線有源振子的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，研究廣播電視天線優(yōu)化應(yīng)用的L形對(duì)稱振子天線、節(jié)幅波對(duì)稱振子接收天線和波幅乘方接收天線，完善水平極化波通信天線的基礎(chǔ)理論研究。它能夠糾正天線的互易特性定理和天線理論存在的片面性，為天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化應(yīng)用提供正確的基礎(chǔ)理論依據(jù)，提高設(shè)計(jì)天線輻射和接收電磁波能量的效率，顯著地提高接收天線的功率增益，促進(jìn)廣播電視通信沿著無(wú)線通信的方向發(fā)展。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的發(fā)射天線與接收天線有對(duì)稱性，即發(fā)射天線與接收天線相同時(shí)，兩種天線的增益系數(shù)、方向性系效、特性阻抗等參數(shù)，L形有源振子具有相同的互易性，O形有源振子具有負(fù)相的互逆性，這種對(duì)稱性稱為天線的互易與互逆特性；O形有源振子，作為發(fā)射天線與其作為接收天線時(shí)，輻射功率增益BP與最大有效接收功率增益BP，相互形成發(fā)射天線的3.01dB～BP～-3.01dB的接收天線的互為相反的負(fù)相的互逆特性，作為接收天線具有的接收功率的短路中和與輸出功率的并聯(lián)分流中和損耗共存，接收效率37.5％≤η≤50％，是O形有源振子接收天線具有的基本特性；功率增益優(yōu)化發(fā)射天線和接收天線的有源振子，發(fā)射天線優(yōu)選O形圈環(huán)振子的輻射功率增益較高，接收天線優(yōu)選L形對(duì)稱振子的接收功率增益較高，O形折合振子的輻射功率增益與L形對(duì)稱振子相同，接收功率增益低于或等于L形對(duì)稱振子，高于O形圓環(huán)振子；L形對(duì)稱振子，作為發(fā)射天線和接收天線的輸入功率與輸出功率，呈振子開(kāi)路的電流串聯(lián)特性，具有天線的互易特性，振子的電氣長(zhǎng)度、功率增益和方向性，與工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)，功率增益和方向性受工作頻道低端波長(zhǎng)制約，半波對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為0＜2L≤λD/2，金波對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為2L＞λD/2，振子的方向性與電氣長(zhǎng)度和工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)，電氣長(zhǎng)度2L＞λD時(shí)，振子出現(xiàn)最大功率增益的方向傾斜；縮短L形對(duì)稱振子天線的金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度，增加中心饋電接口寬度，保持其電氣長(zhǎng)度不變，接收頻道信號(hào)的功率增益系數(shù)和方向性系數(shù)不變，將L形對(duì)稱振子雙臂的金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度，分截為多節(jié)長(zhǎng)度相等或不相等的節(jié)金屬導(dǎo)體，節(jié)金屬導(dǎo)體之間保持有效量的間距，節(jié)金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度左右對(duì)稱地依序排列成一付L形對(duì)稱振子整體形式，使每一對(duì)稱的節(jié)金屬導(dǎo)體雙臂形成一付相對(duì)獨(dú)立的對(duì)稱振子天線，通過(guò)對(duì)稱振子的節(jié)金屬導(dǎo)體，將電磁波波長(zhǎng)的半波或全波的電場(chǎng)振幅信號(hào)能量，劃分為不同幅度的波幅信號(hào)接收合成，稱之為節(jié)幅波對(duì)稱振子接收天線；波幅乘方天線或天線陣單元，是以L形對(duì)稱振子為基本單元的天線，包括設(shè)計(jì)量的半波、全波和節(jié)幅波對(duì)稱振子基本單元的組合，基本對(duì)稱振子單元或節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度相同(或不相同)時(shí)，波幅乘方天線接收頻道信號(hào)的功率增益比值，等于各對(duì)稱振子單元功率增益比值的乘方(或乘積)，乘方次等于基本對(duì)稱振子單元或節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的總量，各單元對(duì)稱振子的金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度和電氣長(zhǎng)度宜相互對(duì)稱相等，波幅乘方天線的功率增益受其電氣長(zhǎng)度制約，總電氣長(zhǎng)度與單元對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度和單元量相互制約，總體設(shè)計(jì)的單元對(duì)稱振子的最佳電氣長(zhǎng)度，優(yōu)化設(shè)計(jì)在同頻段的高頻道上為全波對(duì)稱振子單元或全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子單元；與波幅乘方天線相聯(lián)接的波段識(shí)別離合器，可以有識(shí)別電感器、識(shí)別電容器和合成線路組合。O形有源振子的各種形式，是以折合振子為基礎(chǔ)的演變，因此，折合振子的基本特性，是O形有源振子具有的共性?？梢詫⒄酆险褡由舷聝蓚€(gè)水平段相同的長(zhǎng)度，等效為兩個(gè)相同的L形對(duì)稱振子LA和LB，左右兩個(gè)垂直段相同的折合寬度為L(zhǎng)C和LD，LA的中心是電壓波節(jié)點(diǎn)O，LB的中心是饋電接口間距W。作為發(fā)射天線時(shí)，折合振子對(duì)輸入輻射功率的高頻電流呈并聯(lián)閉合回路狀態(tài)，高頻電流瞬時(shí)的正負(fù)值，由等效振子LB的中心饋電接口W輸入，順沿其雙臂導(dǎo)體向兩則延伸擴(kuò)展，分別經(jīng)LC和LD到等效振子LA的中點(diǎn)O中和為零，在等效振子LA和LB的周圍，建立起瞬時(shí)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)。由于等效振子LA和LB的輸入高頻電流瞬時(shí)值大小相等，LA和LB周圍建立起的輻射場(chǎng)電場(chǎng)或磁場(chǎng)的瞬時(shí)強(qiáng)度EA和EB、或HA和HB也相等，即EA＝EB或HA＝HB。因此，EA+EB＝2EA或2EB，HA+HB＝2HA或2HB。所以，O形折合振子輸出的輻射功率是等效振子LA或LB的2倍，電平增益BP＝3.01dB。在振子的輸入阻抗相同的條件下，給有源振子輸入相同的輻射功率時(shí)，O形折合振子的輸出輻射功率是L形有源振子的2倍。作為接收天線時(shí)，折合振子的等效振子LA和LB的電氣長(zhǎng)度相同，特性阻抗也相同，對(duì)應(yīng)接收水平極化波的電場(chǎng)振幅信號(hào)，在等效振子LA和LB的雙臂金屬導(dǎo)體上，分別感應(yīng)生成兩個(gè)大小相等的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA和EB，即EA＝EB，或EA+EB＝2EA或2EE，因此，O形折合振子接收電磁波感應(yīng)的接收功率是等效振子LA或LB的2倍。O形折合振子接收功率的短路中和特性與接收功率的最小無(wú)效輸出功率。在折合振子的等效振子LA電壓波節(jié)點(diǎn)O為中心的左右雙臂上，感應(yīng)生成瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA的高頻電流正負(fù)值。由于電壓波節(jié)點(diǎn)O是等效振子LA的左右雙臂直接貫通、聯(lián)結(jié)一體的中心點(diǎn)，形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA瞬時(shí)值的正負(fù)高頻電流直接通路的短路導(dǎo)體，因此，等效振子LA為感應(yīng)高頻電流的短路導(dǎo)體。在等效振子LA的雙臂上，接收電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)的感應(yīng)生成瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)高頻電流的正負(fù)值，隨即流向電壓波節(jié)點(diǎn)O中和為零，使振子LA接收功率的輸出成為無(wú)效輸出功率。由于O形折合振子接收電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EO＝EA+EB，所以，O形折合振子接收功率的最小無(wú)效輸出功率Pmim＝50％。O形折合振子接收功率的最大有效輸出功率。在折合振子的等效振子LB的雙臂上感應(yīng)生成瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EB的高頻電流正負(fù)值由中心饋電接口W輸出，經(jīng)饋線傳輸給接收設(shè)備或電視機(jī)。因此，由中心饋電接口W輸出的接收功率，是O形折合振子接收功率的有效輸出功率。當(dāng)?shù)刃д褡覮B的接收功率全部由中心饋電接口W輸出時(shí)，即為O形折合振子接收功率的最大有效輸出功率。O形折合振子接收天線的最大接收功率增益。在O形折合振子的等效振子LA和LB上，感應(yīng)生成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA和EB相等，LA和LB上的接收功率PA和PB也相等。假如O形折合振子的接收功率等于2W，即PA+PB＝2W時(shí)，O形折合振子接收功率的最大有效輸出功率，是等效振子LB的接收功率PB，由于等效振子LB的接收功率PB＝1W，所以，O形折合振子接收功率的最大有效輸出功率比為PB/(PA+PB)＝0.5，因此，O形折合振子接收功率的最大有效輸出功率增益或最大接收功率增益比值GP＝0.5，電平增益BP＝-3.01dB。O形折合振子作為發(fā)射天線與其作為接收天線時(shí)，輻射功率增益BP與接收功率的最大有效輸出功率增益BP，相互形成兩個(gè)互為相反的負(fù)相的互逆性增益系數(shù)，即發(fā)射天線的3.01dB～BP～-3.01dB的接收天線，這就是O形有源振子天線具有的互逆特性。O形折合振子接收天線輸出功率的并聯(lián)分流中和特性。折合振子金屬導(dǎo)體幾何長(zhǎng)度的LA、LC和LD，并聯(lián)在等效振子LB的雙臂上形成LA、LC和LD的特性阻抗串聯(lián)后，再與LB的特性阻抗并聯(lián)。LB雙臂上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的高頻電流，流向中心饋電接口W輸出有效功率的同時(shí)，也分別由雙臂的外側(cè)端，經(jīng)LC和LD流向LA到電壓波節(jié)點(diǎn)O中和為零，形成LB輸出并聯(lián)的無(wú)效功率分流，降低了O形折合振子接收功率的有效功率輸出。O形折合振子接收功率的短路中和與輸出功率并聯(lián)分流中和損耗共存的特性，是O形有源振子接收天線具有的基本特性。O形有源振子天線的接收效率，是接收天線的有效輸出功率與接收功率的比值。O形有源振子的接收效率η由下述經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算&eta;=0.375Ln2Lad0.5Ln2Lad-0.875Ln2Lad+ln2Lad-2&times;100%]]>式中，La等效振子LA或LB的電氣長(zhǎng)度(mm)；Lc折合振子的折合寬度LC或LD(mm)；d折合振子導(dǎo)體直徑(mm)。假設(shè)接收天線折合振子的導(dǎo)體直徑d＝10mm，折合寬度LC或LD＝80mm，設(shè)計(jì)工作于1頻道上的等效振子LA或LB的電氣長(zhǎng)度為2696mm，運(yùn)用上述經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算出折合振子接收效率η≈40.64％，即為該折合振子的有效輸出功率是接收功率的0.4064，有效接收電平增益BP≈-3.91dB。O形有源振子天線接收功率的最小有效輸出功率或最小接收效率。當(dāng)O形折合振子天線的折合寬度LC和LD均為零時(shí)，O形折合振子天線接收功率的有效輸出功率最小。由于等效振子La與Lb的電氣長(zhǎng)度相同，它們的特性阻抗也相同，所以，O形折合振子天線的最小有效輸出功率是接收功率的0.375，即O形折合振子接收天線的最小接收效率ηmin＝37.5％，最小接收效率時(shí)的電平增益BP＝-4.26dB。O形折合振子接收功率的最大有效輸出功率，是等效振子LB的接收功率，等效振子LB的接收功率與L形對(duì)稱振子相同。因此，O形折合振子的最大有效接收功率和方向性，與等效振子Lb的電氣長(zhǎng)度和工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)，具有與L形對(duì)稱振子相同的特性。L形有源振子的直線形對(duì)稱振子，與O形有源振子的折合振子和圓環(huán)振子，是現(xiàn)行水平極化波通信天線較常用的天線，而圓環(huán)振子和折合振子的應(yīng)用更為廣泛。在研究得出O形有源振子具有天線的互逆特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的基礎(chǔ)理論，列出運(yùn)算經(jīng)驗(yàn)式，對(duì)這三個(gè)典型的有源振子天線，分別作為發(fā)射天線與其作為接收天線時(shí)的功率增益系數(shù)作出分析和優(yōu)化。圓環(huán)振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度或接收功率經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式E0=ZwP/R&pi;2&lambda;(0.25+1&pi;2)3/2(1+k),(V/m)]]>式中，Zw自由空間波阻抗，其值約為376.819437Ω；P輸入振子的輻射功率；R振子的輸入阻抗，圓環(huán)振子輸入阻抗R＝108Ω；λ工作頻道中心波長(zhǎng)(m)；k磁化率，設(shè)取k＝1。L形對(duì)稱振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度或接收功率經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式式中，L對(duì)稱振子單臂電氣長(zhǎng)度(m)；測(cè)試點(diǎn)與對(duì)稱振子平面中心的夾角，常取＝90°。折合振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度或接收功率，是運(yùn)用L形對(duì)稱振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度或接收功率經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式計(jì)算值的2倍。以9頻道中心波長(zhǎng)λ9＝1.539m為設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)格依據(jù)，作為發(fā)射天線時(shí)，分別給L形對(duì)稱振子、O形折合振子和圓環(huán)振子輸入輻射功率P＝1W，運(yùn)用上述經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算得出天線的輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度為L(zhǎng)形對(duì)稱振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度EL≈3.223v/m；O形折合振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度EU≈3.223v/m；O形圓環(huán)振子輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E0≈5.732v/m。作為接收天線時(shí)，假設(shè)接收點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1v/m，運(yùn)用上述經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算得出天線的接收功率P為L(zhǎng)形對(duì)稱振子的接收功率PL≈0.096276w；O形折合振子的接收功率PU≈0.096276w；O形圓環(huán)振子的接收功率PO≈0.030437w。上述計(jì)算得出的結(jié)果，結(jié)合O形有源振子接收天線的短路與分流中和的基本特性，作為發(fā)射天線時(shí)，優(yōu)選O形圓環(huán)振子的輻射功率增益較高；作為接收天線時(shí)，優(yōu)選L形對(duì)稱振子的接收功率增益較高。O形折合振子作為發(fā)射天線的輻射功率增益與L形對(duì)稱振子相同，作為接收天線的接收功率增益低于或等于L形對(duì)稱振子，高于O形圓環(huán)振子。L形對(duì)稱振子發(fā)射天線和接收天線的輸入與輸出功率，呈振子開(kāi)路的電流串聯(lián)傳輸特性，具有天線的互易特性。L形對(duì)稱振子天線的電氣長(zhǎng)度、功率增益和方向性，與工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)。L形對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度設(shè)定時(shí)，其功率增益和方向性受工作頻道低端波長(zhǎng)制約。當(dāng)L形對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為0＜2L＜λD/2時(shí)，功率增益比值GP0.5是其電氣長(zhǎng)度2L的2倍與半波振子電氣長(zhǎng)度2L的比值的平方，即GP0.5=[4L(1-&Delta;%)&lambda;/2]2]]>。當(dāng)L形對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為2L＝λD/2時(shí)，功率增益比值GP0.5的計(jì)算與上式相同，功率增益系數(shù)達(dá)到L形半波對(duì)稱振子天線的最高值，功率增益比值GP0.5≈1.94～2.11倍，電平增益BP0.5≈2.87～3.24dB。當(dāng)L形對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為λD＞2L＞λD/2時(shí)，功率增益比值GP，是其電氣長(zhǎng)度2L的2倍與工作頻道低端波長(zhǎng)λD的比值與L形半波對(duì)稱振子功率增益比值GP0.5的乘積，即GP＝GP0.54L/λD。當(dāng)L形對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為2L≥λD時(shí)，功率增益比值GP是L形半波對(duì)稱振子功增益比值GP0.5的平方，即GP＝GP80.5。功率增益系數(shù)達(dá)到L形對(duì)稱振子天線的最高值，即功率增益比值GP≈3.75～4.44倍，電平增益BP≈5.74～6.47dB。L形對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度0＜2L≤λD/2時(shí)，稱為半波對(duì)稱振子天線；2L＞λD/2時(shí)，稱為全波對(duì)稱振子天線。L形對(duì)稱振子天線的電氣長(zhǎng)度0＜2L≤λD時(shí)，與振子軸向相垂直方向上的功率增益最高。L形對(duì)稱振子天線的電氣長(zhǎng)度2L＞λD時(shí)，振子的最大功率增益方向出現(xiàn)傾斜，傾斜夾角α，是振子傾斜的軸向與電磁波傳播方向之間的角度，是以工作頻道低端波長(zhǎng)λD與電磁波傳播方向相平行的波長(zhǎng)寬度平行線，將全波對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L容納于平行線內(nèi)為限。振子傾斜的軸向與電磁波傳播方向的角度α，可由α經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算得出。即L形對(duì)稱振子天線的電氣長(zhǎng)度2L為λD＜2L＜2λD時(shí)，與振子軸向相垂直方向上的功率增益下降，在振子水平方向上，出現(xiàn)前后各兩個(gè)相互對(duì)稱的四個(gè)功率增益相同的傾斜方向。當(dāng)L形對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L≥2λD時(shí)，與振子垂直方向上的功率增益為零，在振子的水平方向上，出現(xiàn)前后各兩個(gè)相互對(duì)稱的四個(gè)傾斜方向上的功率增益最高。L形對(duì)稱振子接收天線的電氣長(zhǎng)度與振子的金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度和中心饋電接口寬度相關(guān)，電氣長(zhǎng)度等于金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度與饋電接口寬度之和。同一對(duì)稱振子，縮短其金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度，增加饋電接口間距，振子的電氣長(zhǎng)度不變，接收頻道信號(hào)的功率增益系數(shù)和方向性系數(shù)也保持不變。L形節(jié)幅波對(duì)稱振子接收天線，對(duì)天線面言，是將L形半波或全波對(duì)稱振子雙臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度，分截為多節(jié)長(zhǎng)度相等或不相等的金屬導(dǎo)體節(jié)數(shù)，節(jié)金屬導(dǎo)體之間保持0.5cm～20cm范圍的間距，節(jié)金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度按照左右對(duì)稱地依序排列成半波或全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子整體形式，使每節(jié)對(duì)稱的金屬導(dǎo)體雙臂，形成一付相對(duì)獨(dú)立的對(duì)稱振子天線，一付半波或全波的對(duì)稱振子天線，是多付電氣長(zhǎng)度不等的半波或全波對(duì)稱振子天線的組合整體。對(duì)電磁波而言，是將信號(hào)波長(zhǎng)的半波λD/2或全波λD的電場(chǎng)振幅，通過(guò)振子金屬導(dǎo)體節(jié)長(zhǎng)度，劃分為不同幅度的波幅信號(hào)接收合成。節(jié)幅波對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度等于節(jié)金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度、節(jié)金屬導(dǎo)體之間的間距與中心饋電接口寬度之和。節(jié)幅波對(duì)稱振子接收頻道信號(hào)的電平增益BP是L形對(duì)稱振子的1.13倍，方向性與L形對(duì)稱振子相同。波幅乘方天線，是一付L形對(duì)稱振子天線，又是若干半波、全波和節(jié)幅波的對(duì)稱振子基本單元的組合。單元對(duì)稱振子，是乘方天線的基本對(duì)稱振子單元，是一付半波或全波的對(duì)稱振子天線，各個(gè)單元又相互構(gòu)成半波或全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子天線，從而組合成一付波幅乘方天線的整體，使一付L形對(duì)稱振子天線，能夠接收信號(hào)頻道波長(zhǎng)的節(jié)幅波、半波、全波和倍波的電場(chǎng)振幅信號(hào)，以提高天線接收電磁波電場(chǎng)能量源的感應(yīng)轉(zhuǎn)換。在接收電磁波電場(chǎng)能量時(shí)，依據(jù)對(duì)稱振子的電氣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將電磁波電場(chǎng)振幅倍號(hào)，劃分為電場(chǎng)振幅的節(jié)幅波、半波、全波和倍波的理想波幅形態(tài)接收的天線，亦稱為波幅接收天線。1～n個(gè)基本對(duì)稱振子單元或1～n個(gè)節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度相互不相同時(shí)，波幅乘方天線接收頻道信號(hào)的功率增益比值GP，等于各個(gè)對(duì)稱振子單元或各個(gè)節(jié)幅波對(duì)稱振子單元功率增益比值GP1～n的乘積，即GP＝GP1。GP2…GPN；1～n個(gè)基本對(duì)稱振子單元或1～n個(gè)節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度相互相同時(shí)，波幅乘方天線接收頻道信號(hào)的功率增益比值GP，等于單元對(duì)稱振子功率增益比值GP1～n的乘方，乘方次等于對(duì)稱振子單元總量1～n，即GP＝GP1、2…n1～n。波幅乘方天線的方向性，由基本對(duì)稱振子單元電氣長(zhǎng)度、或節(jié)幅波對(duì)稱振子單元電氣長(zhǎng)度與接收頻道低端波長(zhǎng)決定，因此與L形對(duì)稱振子天線的方向性相同。波幅乘方天線電氣長(zhǎng)度的臂長(zhǎng)La和Lb，等于節(jié)金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度La1～n和Lb1～n與它們之間的間距K(或?yàn)閱卧獙?duì)稱振子中心饋電接口寬度K或W)之和。波幅乘方接收天線各單元對(duì)稱振子的金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度和電氣長(zhǎng)度，宜相互對(duì)稱相等，以使各單元對(duì)稱振子相互之間構(gòu)成節(jié)幅波對(duì)稱振子的金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度和電氣長(zhǎng)度，也相互對(duì)稱相等。波幅乘方接收天線的電氣長(zhǎng)度與單元對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度和單元量相互制約。波幅乘方接收天線的功率增益與其電氣長(zhǎng)度相關(guān)，又與基本對(duì)稱振子單元電氣長(zhǎng)度及單元量相關(guān)，還與單元對(duì)稱振子相互之間構(gòu)成節(jié)幅波對(duì)稱振子單元電氣長(zhǎng)度及單元量相關(guān)。波幅乘方天線總體設(shè)計(jì)的單元對(duì)稱振子的最佳電氣長(zhǎng)度，優(yōu)化設(shè)計(jì)在同頻段的高頻道上為全波對(duì)稱振子單元或全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子單元。波幅乘方天線接收信號(hào)頻道的功率增益，受天線的電氣長(zhǎng)度和單元對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度及單元量制約。在可能的條件下，增加天線的電氣長(zhǎng)度和基本對(duì)稱振子單元量，可有效地提高天線接收頻道信號(hào)的功率增益。一付電視接收機(jī)使用的波幅乘方天線，設(shè)計(jì)的電氣長(zhǎng)度為288cm時(shí)，在接收VL頻段信號(hào)頻道上，為半波和全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子天線，功率增益比值GP≈1.98～3.74倍，電平增益BP≈2.96～15.73dB。在接收VH頻段信號(hào)頻道上，為全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子平方天線，功率增益比值GP≈13.02～19.3倍，電平增益BP≈11.15～13.0dB。在接收U頻段信號(hào)頻道上，為全波對(duì)稱振子四方天線，功率增益比值GP≈220.8～334.0倍，電平增益BP≈23.44～25.0dB。任何一座大型的天線陣，都是由眾多基本單元有源振子的組合。一付為基本單元的波幅乘方天線電氣長(zhǎng)度為724cm時(shí)，在接收VL頻段信號(hào)頻道上，為全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子平方天線，功率增益比值GP≈5.79～15.68倍，電平增益BP≈7.76～12.0dB。在接收VH頻段信號(hào)頻道上，為半波和全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子八方天線，功率增益比值GP≈91.9～1021倍，電平增益GP≈19.63～30.09dB。在接收U頻段信號(hào)頻道上，為全波對(duì)稱振子十六方天線，功率增益比值GP≈2.45×106～1.26×1010倍，電平增益BP≈63.89～101.0dB。波幅乘方天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。取波幅乘方天線的電氣長(zhǎng)度2L＝7m±0.5m時(shí)，這個(gè)長(zhǎng)度大于VHF甚高頻VL頻段1頻道的低端波長(zhǎng)λD1＝6.1856m，因此，可以將天線在VL頻段上設(shè)計(jì)為兩個(gè)基本對(duì)稱振子單元的平方天線La和Lb。依據(jù)在同頻段的高頻道上為金波對(duì)稱振子單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，將兩個(gè)基本對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度La和Lb，均設(shè)計(jì)在VL頻段5頻道低端波長(zhǎng)λD5≈3580mm上，加上兩單元對(duì)稱振子LLa和LLb之間的間距W＝80mm，波幅乘方天線的總電氣長(zhǎng)度2L＝7240mm?；緦?duì)稱振子的單元量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，可以運(yùn)用設(shè)計(jì)單元對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度，計(jì)算工作頻段的高、低頻道功率增益及功率增益平均值的方法，進(jìn)行比較優(yōu)選確定。波幅乘方天線工作在VL頻段上，設(shè)計(jì)為2單元對(duì)稱振子的平方天線，單元對(duì)稱振子VLa和VLb的電氣長(zhǎng)度均為2L＝3580mm，且與VL頻段5頻道低端波長(zhǎng)λD5相等。VLa和VLb的中心饋電接口寬度或間距K＝80mm，單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD＝1750mm。工作在VL頻段的1～5頻道上為全波對(duì)稱振子天線單元。在VH頻段上，波幅平方天線單元對(duì)稱振子的單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD＝1750mm，略小于VH頻段6頻道低端波長(zhǎng)λD6＝1796.4mm，大于12頻道低端波長(zhǎng)λD12＝1395.3mm，可以將平方天線單元對(duì)稱振子的單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD，直接設(shè)計(jì)為兩個(gè)對(duì)稱振子單元。這樣的設(shè)計(jì)，工作在VH頻段上的波幅乘方天線，即成為8個(gè)基本對(duì)稱振子單元總量的八方天線。八方天線的基本對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度2L＝855mm，中心饋電接口寬度或間距K，取值K＝40mm，單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD＝407.5mm。工作在6、7頻道上為半波對(duì)稱振子單元，工作在8～12頻道上為全波對(duì)稱振子天線單元。在UHF特高頻段上，波幅八方天線的單元對(duì)稱振子單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD＝407.5mm，略小于U頻段13頻道低端波長(zhǎng)λD13＝636.9mm，大于68頻道低端波長(zhǎng)λD＝315.8mm，仍可將八方天線單元對(duì)稱振子的單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD，直接設(shè)計(jì)為一個(gè)對(duì)稱振子單元。這樣的設(shè)計(jì)，工作在U頻段上的波幅乘方天線，即設(shè)計(jì)成為16個(gè)基本對(duì)稱振子單元總量的十六方天線，十六方天線的基本對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度2L＝407.5mm，中心饋電接口寬度或間距K，取值K＝20.375mm，單臂金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD＝190mm。工作在U頻段的13～68頻道上為全波對(duì)稱振子單元天線。波段識(shí)別離合器。與波幅乘方天線相聯(lián)接的波段識(shí)別離合器，是波幅乘方天線接收電磁波感應(yīng)生成的感生高頻電流，通過(guò)波段識(shí)別離合器的識(shí)別、分離、選通與合成，傳輸給信號(hào)接收放大機(jī)。波段識(shí)別離合器可以有識(shí)別選通電感器、識(shí)別選通電容器和合成線路組合。識(shí)別選通高頻信號(hào)電流的電感器，可以是電感線圈，電感線圈的技術(shù)規(guī)格參數(shù)選取或制作，是以選通頻段及其以下頻段高頻信號(hào)電流，及分離和阻隔選通頻段以上的高頻信號(hào)電流為限，識(shí)別電感器分離選通頻段高頻信號(hào)電流的最大感抗XLmax取值0＜XLmax≤11.359Ω，分離和阻隔選通頻段以上的高頻信號(hào)電流的最小感抗XLmin取值Xmin≥14.54Ω。識(shí)別選通電感器為空心電感線圈時(shí)，電感線圈的匝數(shù)、線圈直徑和導(dǎo)線截面直徑，由下述經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算N=XL2&pi;f&mu;0R(LnRr0-1.75),(T)]]>式中，f正弦交流電的頻率(HZ)；μo真空磁導(dǎo)率，μo＝4π×10-7(H/m)；R空心線圈圓環(huán)的半徑(m)；ro線圈導(dǎo)線截面的半徑(m)。識(shí)別選通高頻信號(hào)電流的電容器的技術(shù)規(guī)格參數(shù)選取或制作，是以選通頻段及其以上頻段高頻信號(hào)電流，及分離和阻隔選通頻段以下的高頻信號(hào)電流為限。識(shí)別電容器分離和阻隔選通頻段以下的高頻信號(hào)電流的最小容抗XCmin取值XCmin＞720Ω，分離選通頻段高頻信號(hào)電流的最大容抗XCmax取值720Ω＜XCmax≤950Ω。本發(fā)明提出的水平極化波對(duì)稱振子天線的互易與互逆特性理論定義，能夠糾正天線的互易特性定理存在的片面性，使有源振子天線具有的基本特性定理得以完善；研究論證的L形有源振子和O形有源振子的對(duì)稱振子天線，在作為發(fā)射天線與其作為接收天線具有的基本特性，為優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)稱振子天線類形的選用，提供了科學(xué)的基礎(chǔ)理論依據(jù)；對(duì)L形對(duì)稱振子天線的基礎(chǔ)研究，能夠使L形對(duì)稱振子天線的基礎(chǔ)理論得以返本還原和完善補(bǔ)充，L形對(duì)稱振子天線的電氣長(zhǎng)度、功率增益和方向性，受工作頻道波長(zhǎng)的制約，以及它們之間的相互關(guān)系的基礎(chǔ)理論研究，是能夠以L形對(duì)稱振子接收天線劣汰O形有源振子接收天線的科學(xué)理論為依據(jù)，從而提高設(shè)計(jì)天線的技水性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)省金屬導(dǎo)體等原材料消耗達(dá)50％以上；研究論證的波幅乘方天線，是L形對(duì)稱振子天線和節(jié)幅波對(duì)稱振子天線的技術(shù)組合，它能夠?qū)㈦姶挪妶?chǎng)振幅信號(hào)，劃分為節(jié)幅波、半波、全波或倍波的波幅接收，從而提高天線接收頻道信號(hào)的接收功率和功率增益，并能夠隨著接收信號(hào)頻道的升高，天線的功率增益也相應(yīng)地提高，這對(duì)水平極化波電場(chǎng)能量的傳播損耗和高頻放大設(shè)備電子器件特征頻率的影響是有效的補(bǔ)償，有利于現(xiàn)有的電視廣播等無(wú)線電通信頻率向高頻段擴(kuò)展，還能省去電視接收天線的放大器插入，由此避免造成接收信號(hào)頻率的失真和引入干擾，并能節(jié)省生產(chǎn)天線放大器的大量物資和電能的消耗，促進(jìn)廣播電視等無(wú)線電通信事業(yè)的迅速發(fā)展；研究設(shè)計(jì)的波段識(shí)別離合器，能夠識(shí)別分離不同頻段信號(hào)頻率的高頻信號(hào)電流，使一付L形對(duì)稱振子天線，能夠設(shè)計(jì)成為節(jié)幅波、半波、全波和倍波兼容的對(duì)稱振子乘方天線，實(shí)現(xiàn)天線功率增益比值上升的乘方律。下面結(jié)合附圖給出的實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明的波幅乘方天線和波段識(shí)別離合器作進(jìn)一步地說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的一座較大型天線陣基本單元電氣長(zhǎng)度1/2的波幅乘方天線電氣結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本發(fā)明與波幅乘方天線1/2電氣長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)聯(lián)接的波段識(shí)別離合器的原理圖。波幅乘方天線設(shè)計(jì)為電視頻道天線陣的基本單元，占空寬度為7m±0.5m，設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)格為總電氣長(zhǎng)度2L＝La+Lb+W＝7240mm；單臂電氣長(zhǎng)度L＝La+W/2＝Lb+w/2＝3620mm；金屬導(dǎo)體長(zhǎng)度LD≈190mm；節(jié)導(dǎo)體總量32節(jié)；金屬導(dǎo)體直徑取值范圍d＝10～24mm；中心間距W＝80mm；中心饋電接口寬度或間距K的取值范圍VL頻段K＝80mm±20mm；VH頻段K＝40mm±20mm；U頻段K＝20mm±10mm。由于波幅乘方天線以饋電接口或間距W為中心，其左右雙臂La與Lb的電氣長(zhǎng)度和技術(shù)結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱相同，所以，附圖1僅繪出其中一臂的電氣長(zhǎng)度La，作為說(shuō)明波幅乘方天線的電氣結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的實(shí)例。工作在VL頻段上，波幅乘方天線的節(jié)金屬導(dǎo)體La1～8和La0～16，組合為節(jié)幅波對(duì)稱振子單元VLa的雙臂。Ka3是節(jié)幅波對(duì)稱振子VLa雙臂的中心饋電接口間距，Ka1～7和Ka9～15，分別為雙臂節(jié)金屬導(dǎo)體之間的間距。節(jié)幅波對(duì)稱振子單元VLa與VLb組合成節(jié)幅波對(duì)稱振子兩個(gè)單元的平方天線。工作在VH頻段上，波幅乘方天線的節(jié)金屬導(dǎo)體La1、La2與La3、La4，La5、La6與La7、La8，La9、La10與La11、La12，La13、La14與La15、La16，分別組合為4個(gè)節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的雙臂，即VHA1、VHa2、VHa3和VHa4的4個(gè)單元節(jié)幅波對(duì)稱振子。Ka2、Ka6、Ka10和Ka14，分別為4個(gè)節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的中心饋電接口間距。Ka1與Ka3，Ka5與Ka7，Ka9與Ka11，Ka18與Ka16，分別為4個(gè)節(jié)幅波對(duì)稱振子單元雙臂的節(jié)金屬導(dǎo)體之間的間距。Ka4、Ka8和Ka12，為節(jié)幅波對(duì)稱振子單元之間的間距。La與Lb組合的節(jié)幅波對(duì)稱振子單元總量為8單元，所以，波幅乘方天線工作于VH頻段上為8單元節(jié)幅波對(duì)稱振子的八方天線。工作在UHF特高頻段上，波幅乘方天線的節(jié)金屬導(dǎo)體La1與La2，La3與La4，La5與La6，La7與La8，La9與La10，La11與La12，La13與La14，La15與La16，分別為8個(gè)對(duì)稱振子基本單元的雙臂，即La組合為Ua1～8的8個(gè)基本對(duì)稱振子單元。Ka1、Ka3、Ka5、Ka7、Ka9、Ka11、Ka13和Ka15，分別為8個(gè)基本對(duì)稱振子單元的中心饋電接口間距。Ka2、Ka4、Ka6、Ka8、Ka10、Ka13和Ka14，分別為8個(gè)基本對(duì)稱振子單元之間的間距。La與Lb的基本對(duì)稱振子單元總量為16單元，所以，波幅乘方天線工作于U頻段上為16單元基本對(duì)稱振子的十六方天線。設(shè)計(jì)波幅乘方天線陣基本單元天線的功率增益系數(shù)列于下表</tables>附圖2給出的波段識(shí)別離合器實(shí)施實(shí)例，與附圖1給出的波幅乘方天線陣的基本單元天線相對(duì)應(yīng)。波段識(shí)別離合器可以有電感器L、電容器C和合成線路組合。識(shí)別選通波段高頻信號(hào)電流的電感器L，可以是空心線圈的電感器。選用空心線圈的電感器L時(shí)，繞制頻段空心線圈的匝數(shù)可以運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)式N計(jì)算得出。采用高強(qiáng)度漆包線繞制，導(dǎo)線直徑取值0.4mm～0.6mm范圍，線圈直徑4mm～6mm范圍時(shí)，則有識(shí)別選通VL頻段及其以下高頻信號(hào)電流的電感線圈LL的匝數(shù)繞制在4.6T～45T范圍；識(shí)別選通VH頻段及其以下高頻信號(hào)電流的電感線圈LH的匝數(shù)繞制在1.8T～17.5T范圍。識(shí)別選通波段高頻信號(hào)電流的電容器C，可以是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列電容器，也可以是金屬導(dǎo)體和絕緣材料制作的電容器件。識(shí)別選通VH頻段及其以上高頻信號(hào)電流的電容器CH，宜取值容量在CH＝1.0p～2.4p范圍；識(shí)別選通U頻段及其以上高頻信號(hào)電流的電容器CU，宜取值容量在CU＝0.35p～0.99p范圍。本發(fā)明的波幅乘方天線與波段識(shí)別離合器，在作為接收天線時(shí)是這樣工作的。波幅乘方天線在接收VHF甚高頻的VL頻段和VH頻段電磁波電場(chǎng)信號(hào)時(shí)，波幅乘方天線的VLa和VLb為節(jié)幅波對(duì)稱振子平方天線，是對(duì)稱振子天線在接收空間電磁波電場(chǎng)能量時(shí)，依據(jù)對(duì)稱振子天線的電氣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將電磁波波長(zhǎng)的電場(chǎng)振幅信號(hào)，分為電場(chǎng)振幅波的節(jié)幅波、半波、全波和倍波的理想形態(tài)方式接收。在接收VL頻段1～5頻道的電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)時(shí)，對(duì)稱振子的節(jié)金屬導(dǎo)體La1～8與La9～16、Lb1～8與Lb9～16，分別組合成電氣長(zhǎng)度相同、左右對(duì)稱的二付節(jié)幅波對(duì)稱振子VLa和VLb天線單元。在節(jié)幅波對(duì)稱振子VLa的雙臂La1～8和La9～16上，金屬導(dǎo)體La8與La9、La7與La10、La6與La11、La5與La12、La4與La13、La2與La14、La2與La15、La1與La18，分別構(gòu)成電氣長(zhǎng)度不同、饋電接口間距不同、左右對(duì)稱的8付對(duì)稱振子天線。金屬導(dǎo)體La1～16或(Lb1～16)接收電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)能量源，感應(yīng)生成的高頻信號(hào)電流，分別由波段識(shí)別離合器的饋線、識(shí)別選通電感器LL和LLH，分離取出同臂節(jié)金屬導(dǎo)體上同向端的VL頻段1～5頻道的高頻信號(hào)電流合成，傳輸給電視接收機(jī)的1～5頻道電視信號(hào)電流。節(jié)幅波對(duì)稱振子VLa或VLb的雙臂上，同臂節(jié)金屬導(dǎo)體上反向端的同頻道反相高頻信號(hào)電流，由于受波段識(shí)別離合器的波段識(shí)別分離電容器CHU、CU和CH，及波段識(shí)別分離電感器LH的隔離作用，使金屬導(dǎo)體上同向端同頻道的同相高頻信號(hào)電流，只能從節(jié)金屬導(dǎo)體的同向端取出合成輸出，而不能從節(jié)金屬導(dǎo)體的反向端取出同頻道的反相高頻信號(hào)電流，避免造成正負(fù)相反的相互抵消合成中和。從而保證了對(duì)稱振子節(jié)金屬導(dǎo)體La1～18或Lb1～18，分別組合的兩付相同的8個(gè)對(duì)稱振子，接收同一頻段信號(hào)頻道波長(zhǎng)的電場(chǎng)振幅信號(hào)后，由波段識(shí)別離合器的識(shí)別、分離和選通，取出相同頻段的頻道信號(hào)電流合成，使La與Lb組合為VL頻段上的VLa和VLb兩付相同的節(jié)幅波對(duì)稱振子平方天線。在接收VH頻段6～12頻道的電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)時(shí)，節(jié)幅波對(duì)稱振子VLa(或VLb)的節(jié)金屬導(dǎo)體La1～4、La5～8、La9～12和La13～16，分別組合為VHa1、VHa2、VHa3和VHa4的4付電氣長(zhǎng)度相同的節(jié)幅波對(duì)稱振子天線單元。VHa1的節(jié)金屬導(dǎo)體La2與La3、La1與La4，VHa2的節(jié)金屬導(dǎo)體La6與La7、La5與La8，VHa3的節(jié)金屬導(dǎo)體La10與La11、La9與La12，VHa4的節(jié)金屬導(dǎo)體La14與La15、La13與La16，分別構(gòu)成電氣長(zhǎng)度不同、饋電接口間距不同、左右對(duì)稱的各兩付對(duì)稱振子天線。金屬導(dǎo)體La1～16(或Lb1～16)接收電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)能量源，感應(yīng)生成的高頻信號(hào)電流，分別由波段識(shí)別離合器的饋線、識(shí)別選通電感器LLH、LH，及識(shí)別選通電容器CH、CHU，分離取出各個(gè)同一對(duì)稱振子同臂節(jié)金屬導(dǎo)體上同向端的VH頻段6～12頻道高頻信號(hào)電流合成，傳輸給電視接收機(jī)的6～12頻道電視信號(hào)電流。節(jié)幅波對(duì)稱振子VHa1、VHa2、VHa3和VHa4的雙臂上，同臂節(jié)金屬導(dǎo)體上反向端的同頻道反相高頻信號(hào)電流，由于受波段識(shí)別離合器的波段識(shí)別分離電容器CU及波段識(shí)別分離電感器LL的隔高作用，使金屬導(dǎo)體上同向端同頻道的同相高頻信號(hào)電流，只能從同向端取出合成輸出，而不能從反向端取出同頻道的反相高頻信號(hào)電流，避免造成正負(fù)相反的相互抵消合成中和。從而保證了對(duì)稱振子節(jié)金屬導(dǎo)體La1～16或Lb1～16，分別組合的8付相同的16個(gè)對(duì)稱振子，接收同一頻段信號(hào)頻道波長(zhǎng)的電場(chǎng)振幅信號(hào)后，由波段識(shí)別離合器的識(shí)別、分離和選通，取出相同頻段的頻道信號(hào)電流合成，使La與Lb組合為VHa1～4和VHb1～4的8付相同的節(jié)幅波對(duì)稱振子八方天線。在接收U頻段13～68頻道的電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)時(shí)，節(jié)幅波對(duì)稱振子VLa(或VLb)的節(jié)金屬導(dǎo)體La1與La2、La3與La4、La5與La6、La7與La8、La9與La10、La11與La12、La13與La14、La15與La16，分別組合為Ua1、Ua2、Ua3、Ua4、Ua5、Ua6、Ua7和Ua8的8付電氣長(zhǎng)度相同的基本對(duì)稱振子天線單元。金屬導(dǎo)體La1～16(或Lb1～16)接收電磁波電場(chǎng)振幅信號(hào)能量源，感應(yīng)生成的高頻信號(hào)電流，分別由波段識(shí)別離合器的饋線和識(shí)別選通電容器CU、CBU，分離取出各個(gè)基本對(duì)稱振子單元的同向臂節(jié)金屬導(dǎo)體上，同向端的U頻段13～68頻道的高頻信號(hào)電流合成，傳輸給電視接收機(jī)的13～68頻道電視信號(hào)電流?；締卧獙?duì)稱振子Ua1～8的金屬導(dǎo)體上，反向端的同頻道反相高頻信號(hào)電流，由于受波段識(shí)別離合器的波段識(shí)別分離電感器LH、LL的隔離作用，使金屬導(dǎo)體上同頻道的同相高頻信號(hào)電流，只能從同向端取出合成輸出，而不能從金屬導(dǎo)體的反向端取出同頻道的反相高頻信號(hào)電流，避免造成正負(fù)相反的相互合成中和。從而保證了對(duì)稱振子節(jié)金屬導(dǎo)體La1～16或Lb1～16，接收同一頻段信號(hào)頻道波長(zhǎng)的電場(chǎng)振幅信號(hào)后，由波段識(shí)別離合器的識(shí)別、分離和選通合成的組合，使La與Lb組合為Ua1～8和Ub1～8的16付相同的基本對(duì)稱振子單元的十六方天線。權(quán)利要求1.水平極化波的廣播電視等無(wú)線電通信設(shè)備天線的基本特性理論定理和L形對(duì)稱振子天線的基礎(chǔ)理論及波幅乘方接收天線或天線陣，中國(guó)1985年出版的《無(wú)線電愛(ài)好者手冊(cè)(上)》第439頁(yè)第七章的論文《電波與天線》，本發(fā)明的特征是，發(fā)射天線與接收天線有對(duì)稱性，即發(fā)射天線與接收天線相同時(shí)，兩種天線的增益系數(shù)、方向性系數(shù)、特性阻抗等參數(shù)，L形有源振子具有相同的互易性，O形有源振子具有負(fù)相的互逆性，這種對(duì)稱性稱為天線的互易與互逆特性；O形有源振子，作為發(fā)射天線與其作為接收天線時(shí)，輻射功率增益BP與最大有效接收功率增益BP，相互形成發(fā)射天線的3.01dB～BP～-3.01dB的接收天線的互為相反的負(fù)相的互逆特性，作為接收天線具有的接收功率的短路中和與輸出功率的并聯(lián)分流中和損耗共存，接收效率37.5％≤η≤50％，是O形有源振子接收天線具有的基本特性；功率增益優(yōu)化發(fā)射天線和接收天線的有源振子，發(fā)射天線優(yōu)選O形圓環(huán)振子的輻射功率增益較高，接收天線優(yōu)選L形對(duì)稱振子的接收功率增益較高，O形折合振子的輻射功率增益與L形對(duì)稱振子相同，接收功率增益低于或等于L形對(duì)稱振子，高于O形圓環(huán)振子；L形對(duì)稱振子，作為發(fā)射天線和接收天線的輸入功率與輸出功率，呈振子開(kāi)路的電流串聯(lián)特性，具有天線的互易特性，振子的電氣長(zhǎng)度、功率增益和方向性，與工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)，功率增益和方向性受工作頻道低端波長(zhǎng)制約，半波對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端液長(zhǎng)λD為0＜2L≤λD/2，全波對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度2L與工作頻道低端波長(zhǎng)λD為2L＞λD/2，振子的方向性與電氣長(zhǎng)度和工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)，電氣長(zhǎng)度2L＞λD時(shí)，振子出現(xiàn)最大功率增益的方向傾斜；縮短L形對(duì)稱振子天線的導(dǎo)體長(zhǎng)度，增加中心饋電接口寬度，保持其電氣長(zhǎng)度不變，接收頻道信號(hào)的功率增益系數(shù)和方向性系數(shù)不變，將L形對(duì)稱振子雙臂導(dǎo)體長(zhǎng)度，分截為多節(jié)長(zhǎng)度相等或不相等的節(jié)導(dǎo)體，節(jié)導(dǎo)體之間保持有效的間距，節(jié)導(dǎo)體長(zhǎng)度左右對(duì)稱地依序排列成一付L形對(duì)稱振子整體形式，使每一對(duì)稱的節(jié)導(dǎo)體形成一付相對(duì)獨(dú)立的對(duì)稱振子天線，通過(guò)對(duì)稱振子的節(jié)導(dǎo)體，將電磁波的半波或全波的電場(chǎng)振幅能量，劃分為不同幅度的波幅信號(hào)接收合成，為之節(jié)幅波對(duì)稱振子接收天線；波幅乘方天線或天線陣單元，是以L形對(duì)稱振子為基本單元的天線，包括設(shè)計(jì)量的半波、全波和節(jié)幅波對(duì)稱振子基本單元的組合，基本對(duì)稱振子單元或節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的電氣長(zhǎng)度相同(或不相同)時(shí)，波幅乘方天線接收頻道信號(hào)的功率增益比值，等于各對(duì)稱振子單元功率增益比值的乘方(或乘積)，乘方次等于基本對(duì)稱振子單元或節(jié)幅波對(duì)稱振子單元的總量，各單元對(duì)稱振子的導(dǎo)體長(zhǎng)度、電氣長(zhǎng)度可以是相互對(duì)稱相等，波幅乘方天線的功率增益受其電氣長(zhǎng)度制約，總電氣長(zhǎng)度與單元對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度和單元量相互制約，總體設(shè)計(jì)的單元對(duì)稱振子的最佳電氣長(zhǎng)度，優(yōu)化設(shè)計(jì)在同頻段的高頻道上為全波對(duì)稱振子單元或全波的節(jié)幅波對(duì)稱振子單元；與波幅乘方天線相聯(lián)接的波段識(shí)別離合器，可以有識(shí)別電感器、識(shí)別電容器和合成線路組合。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的O形有源振子的接收效率，是接收天線的有效輸出功率與接收功率的比值，接收效率η的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式為&eta;=0.375Ln2Lad+0.5La2Lcd-0.875Ln2Lad+Ln2Lcd-2&times;100%.]]>3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的功率增益優(yōu)化發(fā)射天線和接收天線有源振子的輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E(或接收功率P)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式，圓環(huán)振子的EO(或PO)，L形對(duì)稱振子的EL(或PL)，折合振子的EU(或PU)，折合振子是運(yùn)用EL(或PL)計(jì)算式計(jì)算值的2倍，計(jì)算式有E0=ZwP/R&pi;2&lambda;(0.25+1&pi;2)3/2(1+k),(V/m),]]>4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的L形對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度和功率增益與工作頻道低端波長(zhǎng)相關(guān)，當(dāng)0＜2L≤λD/2時(shí)，功率增益比值GP0.5=[4L(1-&Delta;%)&lambda;/2]2,]]>功率增益系數(shù)在2L＝λD/2時(shí)達(dá)到L形半波對(duì)稱振子的最高值，當(dāng)λD＞2L＞λD/2時(shí)，功率增益比值GP＝GP0.54L/λD，功率增益系數(shù)在2L≥λD時(shí)達(dá)到L形全波對(duì)稱振子的最高值；L形對(duì)稱振子的電氣長(zhǎng)度2L＞λD時(shí)，根子的最大功率增益方向出現(xiàn)傾斜，傾斜夾角α是振子傾斜的軸向與電磁波傳播方向之間的角度，是以工作頻道低端波長(zhǎng)λD與電磁波傳播方向相平行的波長(zhǎng)寬度平行線，將全波對(duì)稱振子電氣長(zhǎng)度2L容納于平行線內(nèi)為限。振子傾斜角度α的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式為5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的波段識(shí)別離合器，識(shí)別電容器是以選通頻段及其以上頻段高頻信號(hào)電流，及分離和阻隔選遙頻段以下的高頻信號(hào)電流為限，取值容量可以是0＜C≤2.4P，可以是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列的電容器識(shí)別電感器，可以是電感線圈，為電感線圈時(shí)取值匝數(shù)，是以選通頻段及其以下頻段高頻值號(hào)電流，及分離和阻隔選通頻段以上的高頻信號(hào)電流為限，電感線圈的匝數(shù)、線圈直徑和導(dǎo)線線面直徑的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式為N=XL2&pi;f&mu;0R(LoRr0-1.75),]]>全文摘要水平極化波通信天線的基礎(chǔ)理論和波幅乘方天線,是要糾正天線的互易特性定理和基本特性理論的片面性,重新認(rèn)識(shí)、創(chuàng)新和完善有源振子的基礎(chǔ)理論。發(fā)明研究電視接收的波幅乘方天線,是若干半波、全波和節(jié)幅波對(duì)稱振子組合的一副L形對(duì)稱振子天線,實(shí)現(xiàn)接收功率增益提升的乘方律,一副電視接收天線的頻段功率增益分別為:V文檔編號(hào)H01Q9/00GK1179635SQ9710138公開(kāi)日1998年4月22日申請(qǐng)日期1997年2月28日優(yōu)先權(quán)日1997年2月28日發(fā)明者楊誼勝申請(qǐng)人:楊誼勝