什么是共线天线？共线天线的主要类型

共线天线是一种通常垂直的天线形式，它由许多天线元件组成，这些天线元件通常是偶极子，它们以它们位于公共轴上的方式安装 - 因此得名共线或共线。

事实上，共线天线是指两个或多个元件排列在同一轴上的天线，在某些情况下，甚至像 5/8λ 或半波垂直天线这样的天线也可以被认为是共线天线，尽管该术语通常用于在同一轴上排列多个特定元件的天线。

共线的各个天线元件的馈电方式可实现定向模式。通常，所有元件都馈入，以便每个天线元件辐射相同相位的信号，因此，最大辐射与天线轴线成直角。

由于天线能够实现良好的定向模式，因此它通常用于广播传输，或用于点对点无线电通信天线，因为它能够实现全方位覆盖，并且主波束平行于地球表面以获得最佳覆盖。结果发现，在无用的地方向上辐射的信号较少。

在某些情况下，主波束可以稍微向下定向，以便获得局部覆盖。这对于一些可能在塔上高处安装天线的广播电台来说可能尤为重要。

共线天线类型

有几种方法可以实现共线天线。基本的共线概念可以根据需要以多种不同的方式实现。

无论共线性的类型如何，它们都遵循相同的基本概念，即在同一轴上将辐射元件馈入相关相位信号以提供所需的相位信号。

共线天线的主要类型详述如下：

共线偶极子阵列：创建共线阵列的最简单方法之一是将垂直偶极子元素堆叠在一起。在这种类型的共线天线中，元件由单独的馈电线馈电，但需要注意切割它们的长度，以确保为每个偶极子提供所需的相位。

虽然共线最常用作垂直天线，但情况并非总是如此 - 可以在使用多个半波长辐射元件的情况下创建水平偶极子共线。其辐射方式与标准水平偶极子相似，但波束宽度要窄得多。

同轴共线天线：同轴共线是一种方便的天线形式，可以使用同轴馈线制成。对于这种类型的天线，单个辐射器将一个元件的中心导体电连接到上述元件的屏蔽层，以此类推，需要尽可能多的元件。

堆栈中的顶部元件是四分之一波辐射器，直接连接到其下方元件的中心导体。

这种共线天线通常安装在玻璃纤维管中，该管为天线提供支撑和结构，并提供环境保护。这些类型的天线通常使用同轴电缆制成，因此确保没有水分进入电缆非常重要，否则损耗会增加，天线的增益会丢失，性能甚至可能变得比没有增益的简单天线差。

半波单极子共线性：这种类型的共线天线阵列使用半波长单极子元件，在每对连续元件之间具有相位线圈，以实现必要的相移。

这种方法可能不如其他类型的共线有效，因为用于相位的线圈会引入损耗。然而，这种天线不需要大多数同轴共线所需的外部保护和支撑管。这种类型的共线通常仅用于业余无线电应用。

还有许多其他类型的天线属于共线性的范畴，但上面提到的是主要类型。这些在天线描述或规格中将被称为共线。

如今，共线天线最常见的是垂直天线，其中多个元件堆叠在一起。然而，它也可以用作水平天线 - 它可以非常广泛地被认为是偶极子的定向形式。

其基本思想是沿同一轴排列的几个天线元件被馈送信号。必须注意确保相位正确，并且通常安排使所有元件都以完全相同的相位驱动。

在共线天线上，最大辐射发生在波前建设性结合的地方

当所有辐射元件（通常是偶极子等）同相馈入时，远离天线元件的波前将以与元件轴成直角的方式组合并建设性地相互增强。

由于天线通常在共线上同相馈电，这意味着各个元件的所有馈电线的长度完全相同。

由于信号都是从同一相位的各个天线元件发射的，因此当波前沿垂直于天线轴线的方向远离天线时，它们将建设性地组合在一起。

共线天线极坐标图或辐射方向图的典型图

我们会发现，随着更多元件的添加，旁瓣的问题将开始增加，但对于这些天线的主要应用类型来说，这些通常不是问题。

共线增益

共线天线的增益取决于许多因素，但主要因素是天线内的元件数量。

可以计算不同晶片数量的共线相控天线的最大增益。

 

共线增益与元件的关系
元件数量	最大理论增益 （DB）
2	1.9
3	3.2
4	4.3

 

注意：通常不会设计和构造具有四个以上晶片的共线相控天线，因此给出了最多四个晶片的天线的增益电平。

有许多不同类型的共线天线 - 有些可能并不总是被认为是共线天线，但该术语非常广泛，可以适用于大量可能被认为是其他形式的天线的天线。尽管如此，还是可以看到许多共线天线，并且更明显地属于这一类。

共线天线用于许多领域，可以是一种流行的天线形式，其中需要低角度，即平行于地球表面，并且需要全方位或全向辐射方向图。广播公司、移动双向无线电通信基站等倾向于使用这些天线。

审核编辑：黄飞