菱形天線

　　用四根大於波長的長導線連接成菱形的天線。它水準或傾斜懸掛在四根支柱上，在菱形的一個銳角饋電，在另一銳角連接等於天線特性阻抗的吸收電阻（圖1）。這種天線於1931年提出。它是一種強方向性行波天線，可以看成是由兩個V形導線在開口端相連而成，其工作原理與V形行波天線類似。載有行波電流的四個臂長相等，它們的輻射方向圖完全相同（圖2）。適當選擇菱形的邊長L和頂角A可使各臂的波瓣a，a′，，a″，a ^‴在菱形對角線方向同相疊加，其他波瓣則互相幹涉形成副瓣。因此，天線的主瓣方向是由饋電點指向吸收電阻的銳角對角線方向，在其他方向則有較多和較強的副瓣。當頂角 A與各邊導線的兩個主瓣最大值的夾角2φ相等時，天線的主瓣方向位於菱形平面內並與銳角對角線相重合；當A＜2φ時，主瓣方向與菱形平面成一角度並位於與菱形平面垂直的主軸平面內；當A＞2φ時，天線的主瓣呈現分裂。架於地面上的水平菱形天線受到地面反射所引起的幹涉作用，垂直面波束分裂為多個波束，其方向圖形狀決定於與架設高度和工作波長有關的高度因子，其波瓣方向與地面成一定的仰角。因此菱形天線的性能決定於L/λ、Φ和H/λ三個參數。當高度因子中的第一個最大值的仰角與菱形天線本身主瓣的仰角相等時，可得到最佳的性能。菱形天線在吸收電阻上有較大的功率損耗，效率一般僅為50％～80％，但方向性較強，所以增益系數仍較高，常用的單菱形天線的增益系數可達100左右（合20分貝）；采用雙菱形天線（兩個菱形天線上下或左右排列，同相饋電，共用一個吸收電阻）可降低天線的副瓣電平和提高天線的增益系數1.5～2倍。在實用中，菱形各邊通常用2～3根導線在鈍角處分開一定距離以減小沿線特性阻抗的變化。天線的特性阻抗約為700～800歐，輸入阻抗在很寬的波段內無大的變化；但天線的方向圖則隨頻率的變化而改變。按一定方向圖要求構成的天線，工作波段覆蓋系數約為2～2.5倍。菱形天線用作接收天線或小功率發射天線時，吸收電阻可用無感的線繞電阻；用作大功率發射天線時，則要用有損耗的傳輸線，其特性阻抗等於天線的特性阻抗。提高菱形天線效率的辦法之一是采用回授式菱形天線（圖3），它沒有吸收電阻，而用回授線使通過菱形導線輻射後剩餘的能量返回到輸入端，這樣就可以減小功率的損耗，但回授線的長度與工作頻率有關，調節困難，工作頻帶較窄。另一辦法是采用指數菱形天線（圖4），它是把菱形各邊用四根導線按指數變化張開，在終端銳角處短接在一起，天線的特性阻抗隨導線的張開而逐漸減小，天線上的電流迅速衰減，在終端處的反射已很小，不需要再接吸收電阻，因而天線的效率大大提高。這種天線在終端處仍有一定的反射，故天線的輸入阻抗和方向性比普通的菱形天線稍差。

　　菱形天線結構簡單，造價低，是30年代末以來短波遠距離通信中用得最廣泛的一種天線，在甚高頻和超高頻波段也可應用。它的主要缺點是副瓣電平高，占地面積大，天線場地不易選擇。