笼形天线英文解释翻译、笼形天线的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 cage antenna
相关词条:
1.cageaerial
分词翻译:
形的英语翻译:
appear; body; compare; entity; form; look; shape
【医】 appearance; morpho-; shape
天线的英语翻译:
antenna; antennae
【化】 antenna
【医】 antenna
专业解析
笼形天线(Cage Antenna),在英文中通常称为Caged Antenna 或Cage Dipole Antenna,是一种特殊结构的中波(Medium Wave, MW)或长波(Long Wave, LW)频段发射天线。其核心设计理念是通过增加辐射体的等效直径来改善天线的性能参数。
定义与基本结构
笼形天线本质上是一种加粗的偶极子天线。它并非使用单根粗导体,而是由多根(通常为6-8根)平行导线等间距排列,构成一个空心的圆柱形或锥形“笼子” 结构,作为天线的单臂(单极笼形天线)或双臂(对称偶极笼形天线)。这些导线在两端通过金属环或支架连接固定,并共同连接到馈电点。这种结构显著增加了天线的等效直径。
技术原理与特点
- 降低损耗电阻,提高辐射效率:
- 天线导体的电阻损耗与其表面积成反比。相较于单根细导线,笼形结构大大增加了辐射体的等效表面积。
- 根据欧姆定律($P{loss} = I R{loss}$),损耗电阻($R{loss}$)的降低直接减少了导体的欧姆损耗功率($P{loss}$),从而在相同的输入功率下,有更多的能量转化为有效的电磁辐射($P{rad}$),提高了天线的辐射效率($eta = P{rad} / P_{in}$)。
- 展宽工作带宽:
- 天线的特性阻抗与其结构尺寸(如直径)有关。笼形结构等效于增加了辐射体的直径。
- 根据天线理论,辐射体直径的增加会降低天线的特性阻抗(对于偶极子,特性阻抗 $Z_0 approx 120 ln(2l/a) - 78$ 欧姆,其中 $l$ 为臂长,$a$ 为等效半径),并使其随频率的变化更为平缓。
- 特性阻抗的降低和变化平缓,使得天线在较宽的频率范围内能更好地与馈线(通常是平衡馈线)实现阻抗匹配($VSWR leq 1.5 : 1$),从而获得更宽的工作带宽。这对于需要覆盖多个频率或一个频段的中波广播电台尤为重要。
- 改善电流分布:
- 多导线结构有助于维持更均匀的电流分布,尤其是在高频端,减少了因趋肤效应导致的性能下降。
主要应用场景
笼形天线主要应用于:
- 中波(AM)广播发射台: 这是其最常见的应用。作为主发射天线(通常为垂直极化,采用单极笼形结构,架设在地网之上)或定向天线阵的单元,用于向广大区域提供广播信号覆盖。其高效率、宽带宽的特性非常适合大功率、多频率广播的需求。
- 长波通信与导航: 在需要大功率、高效率辐射的长波通信或导航系统中也有应用。
笼形天线(Caged Antenna)是一种通过将多根导线排列成笼状结构以等效增加辐射体直径的线天线。其主要优势在于显著降低导体的欧姆损耗、提高辐射效率,并有效展宽工作带宽。这些特性使其成为中波广播发射领域广泛采用的高性能天线类型,尤其适合大功率发射台和多频点广播的需求。
权威参考来源:
- IEEE Antennas and Propagation Society Publications: 包含大量关于线天线(包括笼形天线)设计、分析和优化的基础理论与工程实践研究论文,是天线工程领域的核心学术资源。
- ARRL Antenna Book (American Radio Relay League): 业余无线电领域的经典参考书,对各种实用天线(包括笼形偶极子)的结构、工作原理、设计公式和实际架设方法有详细阐述,特别强调工程应用。
- ITU-R Recommendations (e.g., ITU-R BS.80-3): 国际电信联盟无线电通信部门关于中波广播业务规划与发射系统(包括天线特性)的技术建议书,为广播工程提供国际标准和规范依据。
- 《天线理论与设计》(Balanis, C. A.): 天线领域的权威教材,系统阐述了天线的基本原理和各类天线的分析方法,包含对加粗偶极子(如笼形结构)的理论模型和性能参数讨论。
- 《广播发射技术》(相关章节): 广播工程专业书籍或教材中,通常会详细介绍中波发射台的天线系统,包括笼形天线的结构特点、设计考量、安装维护及在广播覆盖中的应用实例。
网络扩展解释
笼形天线是一种通过多根导线排列成空心圆柱体结构的天线设计,主要用于短波通信等领域。以下从结构、性能和应用等方面进行综合解释:
1.基本结构与原理
笼形天线的核心特征是将多根导线(通常6根)围成空心圆柱体,替代传统对称振子的单根导线。这种设计通过增大等效直径,降低特性阻抗,使输入阻抗随频率变化更平缓,从而展宽工作带宽。例如,提到其振子为铜线,笼圈直径达1.12米,并通过巴伦匹配50欧阻抗。
2.性能优势
- 宽带特性:等效半径增大使阻抗变化平缓,支持3-30MHz频段(大功率发射时为6.8-22MHz),驻波比<2.5。
- 物理稳定性:圆柱结构减轻重量、减少风阻,适合户外固定台站。
- 功率承载:可承受高功率发射,辐射效率高且不易损坏。
3.改进与创新
传统笼形天线的增益和驻波比优化有限,因此出现了改良设计。例如:
- 异型笼形天线:采用凸形笼圈、绝缘支撑环和短接金属条,提升驻波性能和增益。
- 加载与折合技术:通过结构优化进一步扩展带宽。
4.典型应用场景
主要用于固定台站的短波通信,如军事、航空或远距离广播等需稳定大功率传输的场景。
笼形天线通过独特结构平衡了阻抗、带宽和物理稳定性,是短波通信中的经典设计。新型改良方案(如异型结构)进一步提升了其性能,适应现代宽带通信需求。
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