平闆天線:在特定的方向傳播的天線-中文百科頻道

簡介

是一種僅在一個特定的方向傳播的天線。平闆天線一般用在點對點的情形下。你可能也看到它們被叫作“貼片天線”。

縫隙式平闆天線的工作原理

在談縫隙式平闆天線工作原理之前，讓我們了解一下有關波導的情況。波導是用金屬材料制成的不同形狀，内空外封閉傳輸信号的腔形導體，它有園波導、橢圓波導、方波導、矩形波導等，見題圖。目前常用的高頻頭前端腔體就是一種圓波導，單極化高頻頭的饋源部分有的就是矩形波導。波導實際上就是一種傳輸超高頻信号一微波信号的導線(體)，當傳輸的信号頻率低時，可以用普通電線傳輸。傳輸信号頻率高時，普通電線衰減會很大，就得用電纜傳輸，電纜的傳輸衰減要小些。

當傳輸頻率再高時，如微波，同時又希望傳輸的衰減很小，此時就必須用波導來傳輸了，它的傳輸衰減非常小，要比電纜衰減小很多。所以在高端産品裡，比如通信系統，常用波導傳輸。同時波導的駐波比好，反射小，可以保證傳輸的信号絕大部分由入口端傳輸到出口端。另外，波導又是一個封閉的傳輸線，可以完全保證波導内傳輸的信号不受外界各種幹擾，而且也可保證波導内傳輸的信号不會輻射出波導，從而保證了傳輸信号的質量和數量。需要強調的是，波導内傳輸的微波信号是以場的形式存在的。

由此我們知道了波導有如此之多的優越性，它的高質量也要求波導的生産工藝水平很高、生産成本也很高，标準的波導制作工藝嚴格，内壁加工的光潔度很高，波導很貴，1m波導的價格要數千元，甚至有的高達萬元。如可變橢圓波導，價格就相當昂貴。我們現在使用的低價位高頻頭中的波導是很難把它稱作波導的，把它稱之為粗制濫造的波導決不為過。

當知道了什麼是波導後，我們再看看波導傳輸信号的情況。由于波導内傳輸的是電磁波，自然在波導的内壁上會激勵出表面電流，在正常情況下，這個表面電流是沿着波導的同一方向流動。若是在波導上出現了一個小裂縫的話，電流傳輸受到裂縫的切斷，改變了表面電流的流線，如圖11。裂縫受到激勵便在裂縫兩端産生出電磁場，電磁場沿裂縫的分布呈正弦規律。

這就是說，我們在一些波導上以人為方式開鑿出一些有規則的裂縫，波導内電波便可以從縫隙處向外輻射。或者空中的電波從裂縫的縫隙處被有效的吸收到波導裡。這個裂縫的大小和規則是有規律的，相當于前面講到的振子式平闆天線的基本的輻射單元。

縫隙式高效平闆天線

前面我們談到了縫隙式平闆天線，尺寸很小，卻效率很高，這麼一小塊平闆天線競有如此之高的效率，它究竟是什麼結構、什麼樣子呢?

縫隙式平闆天線也是一種如前面所講振子式平闆天線一樣的陣列式天線。

縫隙式平闆天線又可分為諧振式和非諧振式兩種。通常我們常用的是諧振式的，因為它的輻射方向是垂直于平闆天線的，便于使用，目前的産品大多屬于這一類。非諧振式縫隙平闆天線，尚未見到有産品，它最大的好處是可通過改變饋電相位，從而改變平闆天線的輻射方向。這實際上是我們進行天線輻射方向自動化調節一個好辦法，但制造這種天線很難很難，這是後話。

一般縫隙式平闆天線除去塑料外殼之後，内部由三層金屬闆構成。最上一層稱為縫隙輻射層，它是在金屬闆上面整整齊齊開鑿了許許多多的排列有序的裂縫。這許許多多大小一緻的裂縫，相當于前面談到的振子式平闆天線的半波振子輻射單元，或者說這每一個小裂縫就是一個縫隙天線單元。而由這衆多裂縫組成的縫隙天線陣就構成了這種平闆天線。所以，縫隙平闆天線也是一種陣列式平闆天線。

如果我們再仔細的探讨一下，這個有規則的裂縫的大小尺寸是多少時，你會發現這裂縫輻射元的長度恰好等于Ku波段平均波長的二分之一。因此我們說縫隙式平闆天線的工作原理仍然符合半波振子天線的理論。

我們還看到，兩個相鄰的裂縫輻射元的中心之間距離，恰好是半個波長，所以判斷這款平闆天線是諧振式縫隙平闆天線。它的輻射是由衆多的裂縫輻射單元累加的，而且垂直于平闆天線。此時平闆天線口徑上電場的分布是同相的，故又稱為匹配的縫隙天線。

縫隙式平闆天線的第二層，也就是中間層，我們把它叫做傳導層，它是起着将第一層縫隙輻射層的各個裂縫輻射元吸收來的電波信号通過傳導層的各個對應“窗口”耦合到第三層波導饋電層或稱之為波導傳輸層上去。

縫隙式平闆天線的第三層實際上是與第二層傳導層共同構成了波導的傳輸饋電電路，從而真正成為波導傳輸層。我們仔細的看看這些波導，基本上是矩形波導，波導的尺寸也嚴格的符合Ku波段信号波長規律。同時我們可以看到這些波導的加工工藝要好多了，這樣光滑明亮的波導内璧，才能保證電波在波導中傳輸無反射，駐波比好。

同時我們還會看到，由于裂隙輻射元是并聯形式聯接的，那麼每并聯一次便會改變一次傳輸阻抗，為了匹配聯接，隻有改變波導的阻抗來解決，所以我們看到每一段的波導的尺寸是不完全一樣的，包括波導的寬窄、高低和長短。這就是通過改變波導尺寸來改變波導阻抗來達到匹配的目的。正是由于信号傳輸中處處匹配，所以衰減才小。

正是由于縫隙式平闆天線采用了良好波導來傳輸信号，使得它衰減小，駐波比好，完全的同相饋電，所以才效率高。

縫隙式平闆天線與高頻頭一體化

平闆天線與高頻頭一體化是大勢所趨，無論是振子式的平闆天線還是縫隙式的平闆天線，現在的産品大部分都将高頻頭做在平闆天線裡面，這樣的處理，會出現一些新情況:

1、高頻頭和平闆天線做在一起，使調節因素全部落到了天線上，無需調節高頻頭。

2、由于極化調節轉為調天線，因此高頻頭隻需單一極化。

3、原來的高頻頭大部分使用在反射式抛物面天線上，所以高頻頭和饋源一體化的多。目前用在平闆天線上，因接收方式改變，一體化高頻頭便沒有使用的必要，所以在平闆天線中的高頻頭是沒有饋源的。

縫隙式平闆天線最大的特點是通過波導來饋電或傳輸信号，也就是平闆天線的輸出是通過波導傳送到高頻頭上去，那麼高頻頭與波導如何聯接呢?其實很簡單，隻要二者之間加一變形波導就可以了。因為現代技術早就實現了方變矩、圓變矩等等變形波導的生産。不過盡管這樣，仍要注意阻抗是否達到真正的匹配。

縫隙式平闆天線的技術指标

與反射式抛物面天線一樣，以海域牌這面小平闆天線為例，我們也來看看縫隙式平闆天線的技術指标。

1、适用的頻率範圍。也就是這面天線可以接收的衛星信号的頻率範圍，有兩種:一種是内置單本振高頻頭的本振頻率為10.75GHz的，适用接收的衛星信号頻率範圍是11.7~12.75GHz，帶寬為1.05GHz。

還有一種是内置為雙本振高頻頭的本振頻率為9.75GHz和10.6GHz的，适用接收的衛星信号頻率範圍是10.75~12.75GHz，帶寬達2.05GHz。

雖然看起來後者的帶寬比前者寬一倍，适合接收的頻帶寬得多，很多10和11GHz的信号能接收。但是，正是由于後者的頻帶做的很寬，因此它的幅頻特性就難以做好，它的帶内不平坦度有可能大于前者，結果是有些頻點不一定好用。因此建議，沒有特殊要求，最好選購前者。

2、天線的增益。經過實測，這款海域牌360mm×196mm×85mm的小縫隙平闆天線的平均增益是30dBi。

3、駐波比。大家對駐波比可能比較生疏，它表述的是電信号在傳輸中是否全部傳輸到達終點的一個指标。我們知道，電波在傳輸中，希望将入射電波全部傳輸到輸出口。但實際上，傳輸中處處都可能有阻擋，有阻擋就會有反射，因為傳輸中，任何地方阻抗不匹配或傳輸導體的粗糙和不光滑，都會造成電波的反射。因此駐波比是反映電波反射情況的一個物理量。駐波比用表征，P為反射系數=，其中E-為反射波電場值，E+為入射波電場值。

當反射波E-越小，意味着反射系數P越小，駐波比便趨向于1。因為我們可以看出，駐波比越小越好，因此它表示沒有反射，表示接收的信号更多的傳輸到終端。雖然駐波比越小，越趨向于1越好，但不會等于1，這說明這個天線好，能将天線所接收到的信号全部或接近全部傳輸到下一級上去。

這款海域牌縫隙式平闆天線的駐波比為1.5。

4、噪聲。天線的噪聲是一個很複雜的問題，通常在無源天線中我們隻讨論天線固有的熱噪聲和引入的天電噪聲(仰角噪聲)，而這裡這二種噪聲均因這款天線的面積很小可忽略不計。但是由于目前的平闆天線又多為天線+高頻頭而構成一體化平闆天線，所以高頻頭的噪聲在此時就成為一體化天線的噪聲了。目前這款海域牌平闆天線的噪聲是0.7~0.8dB。

5、方向性。為了提高天線使用的有效性，将有限的功率集中輻射到有用的地方，通常天線都設計有較強的方向性。一般用天線的方向性系數和方向性圖來表征天線的方向性。方向性系數D≈3.2n，n為縫隙數。天線的方向性圖有兩類:一是直角坐标系的方向性圖，一是圓坐标系方向性圖。從中我們看出，它有較強的輻射方向性。

天線的方向性強弱可用半功率角來表示，它是天線方向性圖中主瓣上功率下降一半時所對應的角度。或者從座标幅度為1處下降至0.707幅度值時，所對應的角度值。從實測情況來看，這款平闆天線的半功率角為2.5°左右，從這個數值來看，天線的方向性是很強的。因此它的效率會是很高的。

從這款小平闆天線的半功率角看出，發燒友的“一鍋多星”也可以實現，不過要求雙星的軌位最多隻能相差2.5°，超過2.5°的兩顆衛星無法兼收的。由此也可以推斷，反射式抛物面天線凡是能實現一鍋多星的，其半功率角都很大，說明這種天線的增益和方向性與效率以及聚焦都不是很好。

6、效率。這是平闆天線的一個很重要的技術指标，鑒于天線廠家沒有提供具體數據，我們也隻能估計和分析了。反射式抛物面天線中，一次反射式抛物面天線最高質量的天線效率也隻有0.7左右，而一般符合國标的天線的效率也隻有0.6左右，而通常低價格非正規廠家的天線恐怕隻有0.4~0.5，如此的低效，隻能從價格上找原因了。

平闆天線的效率具體是多少，廠家沒有提供。但從我們分析上看，有個非常重要的因素決定了它的效率，那就是平闆天線的輻射元的饋電。在振子式平闆天線上，它們的饋電采用微帶傳輸線。在縫隙式平闆天線上，它們的饋電是波導。無論是振子式平闆天線，還是縫隙式平闆天線，它們的饋電如果達到完全的同相饋電(做到這一點，從技術上和工藝上來講是相當不容易的)，它們的效率就會很高，通常要超過反射式抛物面天線。

7、前後向比。我們在天線的方向性圖中可以看到，一付天線的主輻射方向是平闆天線垂直的前方，而在它的背面後方有沒有輻射?嚴格的講也是有一些輻射的，這正是我們要采取措施加以防範的。比如，在平闆天線的最底層應是一層金屬闆，起着反射和防後面輻射的作用。另外，也可以從平闆天線的振子或縫隙的長短上，間隔距離和數量上加以考慮，使天線的方向性更強，或設法使天線副輻射瓣減小或數量減少，也可以提高前後向比。前後方比既反映了平闆天線的輻射能力，也反映了平闆天線的抗幹擾能力。此值越大越好。

8、幅頻特性。即幅度(或增益)一頻率特性，或簡稱頻率特性。這是一個非常重要的技術指标，專業人員在分析問題時經常用到這個特性，而在衛視發燒友中，大部分人不清楚，就更談不到它的用處了。其實好多發燒友遇到的困惑，用幅頻特性來解釋馬上就明白了。

幅頻特性，實際上是一個電路或一個器件自身具有的特性，我們用一條幅度的大小與工作頻率的關系曲線來進行描述。因此常稱為幅頻特性曲線或頻率特性曲線。這在電子電路中，特别是高頻率的電子電路中是必須考慮的。因為低頻工作時，頻率高點低點所産的效果———信号的大小是沒有多大變化的。然而工作在高頻時，特别是在信号在MHz以上時，頻率的變化引發的信号幅度大小的變化就比較明顯了。

一個理想電路的幅頻特性曲線，應該如圖14中的實線所示，它是一條較平坦的曲線，在工作範圍f1~f2内，它的幅度是沒有變化的。

但是一個實際的電路或器件是很難做到這一步的，因為頻率越高損耗越大，放大越困難。所以在有源電路中常加以輔助器件把曲線補直。

平闆天線是個無源器件，因此很難加補償，它實際上曲線可能是圖14虛線狀。為了改善高頻衰減過大現象，在天線設計時，可将輻射單元，這可以是振子，也可以是縫隙的大小進行調整，使其大小更适用于高端頻率工作。因此我們說，選用窄些帶寬的平闆天線，其幅頻特性相對好一些。或者選用平闆天線的最佳工作頻點作為我們實際接收頻率會更好。

我們常用不平坦度來表示幅頻特性曲線好壞。海域牌平闆天線的不平坦度為2dB，還不錯。

平闆天線的技術關鍵

由于在生産平闆天線時，采用了不同于反射式抛物面天線的技術，使得生産技術和生産工藝均不相同，平闆天線要達到預期的電氣性能也并非易事，關鍵在于損耗和匹配問題。

1、饋線的傳輸損耗。前面我們已經知道了，在振子式平闆天線中采用的是微帶傳輸線，而在縫隙式平闆天線中采用的是傳輸波導。盡管這兩種傳輸媒介都能較好的在平闆天線中起到傳輸作用，但是工作在Ku波段的12GHz頻率狀況下，設計上和制造時稍有不當，便會有較大的損耗。

2、聯接損耗。無論是振子式平闆天線，還是縫隙式平闆天線，在天線面上都有許許多多的振子或縫隙組成的輻射單元天線陣，這些輻射單元要與傳輸線(微帶或波導)聯接，它們往往是兩兩并聯再與傳輸線聯接。我們知道，電路每并聯一次，阻抗就會改變一次，就有可能增加損耗、聯接越多，損耗就越大。輻射單元越多，就越不好聯接。因此我們說，在平闆天線中，至少有一百多或數百個輻射單元，把它們一一聯接起來，并且都達到匹配，這是件非常不容易做到的事。輻射單元越多，越難匹配。不匹配聯接，勢必增加損耗。

3、在振子式平闆天線裡，微帶傳輸線是印刷在電路闆上的，在傳輸中不僅有損耗，而且還會産生輻射，這種輻射不僅産生損耗，而且幹擾了平闆天線原來設計的整體方向性。

4、在縫隙式平闆天線裡，波導的尺寸設計要很精确，波導腔體的加工工藝要求很高，否則都會增加損耗。

所以，在平闆天線中減少損耗和處處匹配聯接是技術關鍵。

如何選擇平闆天線

目前我國尚沒有有關平闆天線的技術标準，市場上平闆天線也不太多，如何挑選

平闆天線很難說得準确，我們也隻能從實用角度上談幾個看法。

1、挑選平闆天線的适用頻段。由于平闆天線是為衛星電視而使用的天線，而平闆天線又有工作頻段，因此挑選的平闆天線要能接收你所準備接收的衛星電視的頻段。平闆天線的工作頻段雖然有全頻段的，如10.7~12.75GHz的，但它不如單一頻段如12.2~12.75GHz或11.7~12.75GHz的各項指标好。平闆天線具有明顯的諧振特性，超過工作頻段，就會失諧、增益下降，效果不好。就像人們買衣服，中号衣服雖然大個子和小個子都能将就穿，但效果不如量體裁衣的好。

2、挑選平闆天線的幅度一頻率特性。通過平闆天線的工作原理，我們知道了輻射單元的尺寸是由工作頻率所決定的。因此我們自然會想到當頻率或波長改變時，那個固定尺寸的輻射單元還能是半波振子嗎?如果不再是半波振子，就不再是諧振狀态，就會損耗加大，輻射減小，這意味着增益變小。由此我們感到，工作頻率範圍越寬，不諧振的可能性也就越大，損耗就會加大，增益減小的範圍也就越大，增益一頻率特性就越差。

經過分析，我們應該明白平闆天線的增益(dB)數據是在什麼工作頻率下給出的，在其它頻率範圍内，增益還會是這個數值嗎?所以我們挑選平闆天線的增益應在整個工作頻率範圍内變化不大或基本不變的平闆天線。可以肯定地講，工作頻率範圍越大，增益越難保持不變。

3、挑選平闆天線的極化。在常用的抛物面天線上，不存在極化問題，因為那是挑選高頻頭時應注意的問題。但在平闆天線上，就存在是接收什麼極化電波的問題了，是線極化還是圓極化。

4、挑選平闆天線的工作溫度範圍。在使用抛物面天線時，不存在工作溫度範圍，不論南方的酷暑還是北方的嚴寒，都對天線無所謂。然而在振子式平闆天線裡，它的輻射單元和饋線都使用微帶技術，印刷電路闆是由金屬薄闆構成，在酷暑和嚴寒時都有冷縮熱脹問題，結果就會使輻射單元和微帶饋線的尺寸發生變化，從而影響了特性。因此北方和南方的使用者，在挑選振子式平闆天線時應從實際情況來考慮這一問題。

5、挑選平闆天線的噪聲。首先要說明目前的平闆天線是與高頻頭做在一起的一體化天線，因此選擇平闆天線的噪聲就是選擇内置高頻頭的噪聲。由于工作在Ku波段，因此要選擇噪聲系數小一些的。

6、選擇平闆天線安裝、調節方便的為好。在調節平闆天線時，不僅需要像反射式抛物面天線那樣調節方位角和仰角，還要增加一項:調節極化角。因此在選擇平闆天線時，要注意三者的調節互不影響，要能夠調節到位，調節後應能方便固定。

首先要把平闆天線指向正南，如果你的正南方向有衛星電視信号的話，就可以先接收正南方向那顆衛星的信号。

其次要明确，你準備接收的衛星電視信号是水平極化的，還是垂直極化的。如果接收的是垂直極化的信号，那麼就請你将平闆天線面設置到位。反之若接收的是水平極化信号。

然後開始調節天線的方位角，可通過調節平闆天線面與支撐杆之間的第三個調節環調節到位。如果接收的衛星軌位高于你所對應的正南方向衛星的軌位的話，那麼就将平闆天線向東轉，反之如果接收的衛星軌位低于你的正南方向的衛星軌位的話，那就将平闆天線向西轉。

方位角大體調節後，即開始調節仰角，調節平闆天線面與支撐杆之間的中間調節環圖(17B)便可完成仰角調節。

大體調節方位角、仰角後，再返回調節極化角。在反射式抛物面天線中是調節高頻頭的極化角，而現在調節的是平闆天線的面的極化角，雖然兩者的調節部位不一樣，但兩者調節的方法是相似的。你隻要把平闆天線的面看成高頻頭内的天線振子(俗稱探針)調節就行了。

反複調節三個角，要慢慢調，最終總會把衛星信号調出來的。

海域平闆天線最适用于線極化的衛星信号。如果要接收圓極化衛星信号，隻要衛星信号足夠強，這款平闆天線仍能接收得到，隻是增加了3dB的衰減。

由于今年我國要發射首顆電視直播衛星，這将帶動衛星電視産業有一個較大的發展，因此在國内，近來再次出現了平闆天線。這些平反天線多數是國内廠家自己生産的，

應該說，平闆天線與我們現在已大量使用的反射式抛物面天線有很大的不同。反射式抛物面天線是采用一次或二次反射式的接收天線，而平闆天線是直接接收式天線，前者的天線面是起反射作用的，後者的天線面就是直接接收的天線，因此二者有本質的不同。

目前，平闆天線有振子式、縫隙式等幾種，它們集中的特點是體積小、重量輕、風阻小、安裝使用方便；内置高頻頭使天線與高頻頭一體化，調節便利；平闆天線的效率較高，特别适用于直播星電視的接收。

振子式平闆天線結構

如果我們将過去進口的一款振子式平闆天線的天線面縱向切開的話，我們就會見到這個天線面是由五層材料組成。

第一層和第五層為天線保護層，又稱天線罩，是用耐腐蝕介質做成。它起到防止氧化、衰減紫外線對印刷闆電路的影響、防雨、雪侵蝕的作用。圖2的結構圖中沒有畫這二層。

第二層為接收天線層。是一層印刷電路闆金屬層，它的上面印刷着許許多多排列整齊的單元振子形成的天線陣，故可稱天線基闆層。這一層決定着平闆天線的技術質量。單元振子的形狀是多樣的。

第三層為印刷電路闆的介質層，它支撐着第二層。

第四層為接地導體層，它是一層金屬箔闆，既起到對天線陣的反射作用，又是饋線的一部分，組成微帶傳輸線。天線陣的輸出，與裝在平闆天線闆後的高頻頭聯接。

由此我們可以看出，平闆天線有一個較為複雜的結構，采用着微波技術中的微帶電路技術，對其工藝要求的又很高，特别是天線陣中饋電相位的同相性要求極其嚴格。它和反射式抛物面天線的結構相差很大，因此設計與制造都有較大的難度。平闆天線理論的提出已有二十餘年的曆史，至今才見到質優價廉的平闆天線的出現于國内市場，其原因恐怕就在如此。

振子式平闆天線及其工作原理

衛星直播電視的出現，使衛星下行信号的頻率提高到12GHz，波長變短達到2．5cm，這為平闆天線的出現提供了可能。因為平闆天線不可能做的很大，隻有波長較短時，平闆天線才可能做的較小些。

實際上平闆天線是從雷達和無線電通信中常用的陣列式天線移植到Ku波段衛星電視接收天線上來的。

所謂陣列式天線，就是将許許多多半波振子單元天線進行有規律地排成行和列而形成。如圖3。通常每個相鄰半波振子單元之間，包括行距與列距，相隔半個波長的整數倍，從而構成一個天線陣。半波振子的單元的數量取決于平闆天線的增益要求，增益要求愈高，其采用的半波振子單元也就愈多。例如，平闆天線增益要求達到34dB，那麼平闆天線的半波振子單元，就得有480個之多。因此振子單元愈多，增益愈高，平闆天線的面積也就愈大。

何謂半波振子單元天線呢?這是一付對稱天線，其每一端臂長1/4波長，是用金屬導體制作而成，兩端全長為1/2波長，這種天線稱半波振子天線。如果一付天線長度恰好為半個波長，此時的天線呈現為諧振狀态，其特性阻抗最小且為純阻，無電抗，損耗最小故輻射最大。其輻射的方向性即以半波天線為軸，向垂直于軸線的四周輻射，從剖面看形成8字形輻射。如果再在半波振子天線平行—側口一反射闆，其輻射方向就成為，輻射成了單方向性的。除主瓣輻射之外，增加了二個副瓣輻射，即有了其它方向輻射，盡管較小。

當我們明白了單一的半波振子天線的輻射特性後，就可以分析由若幹個半波振子天線單元形成的天線陣，即陣列式天線的特性了。由垂直于天線陣的方向來看，由于入射電波距各個振子的行程相同，電波的相位都相等，天線陣的輻射能量為各個半波振子輻射能量相加，因此天線陣輻射能量為單個振子輻射能量的倍數。

而從天線陣的行與列平面的方向即從平行于平闆天線方向來看，入射波到每個半波振子的行程不等，相差半個波長，因此每個半波振子電波相位都差半個波長，即相差180°，故半波振子間相位相反，輻射相互抵消，總的輻射為零。這就意味着，天線陣的平面方向無輻射。

對于既不是垂直于平闆天線也不是平行于平闆天線的其它方向電波而言，如圖6，各振子間在該方向電波行程差為L。不難看出，由于不同方向電波，目口不同入射角9的電波，所形成的行程差L也不相同，天線在該方向形成的輻射強度也不相同，因此天線會出現一些不同于主輻射的輻射方向，即出現旁瓣輻射。旁瓣輻射的數量和強度與半波振子的數量相關，振子越多，旁瓣越多，其強度越弱。

由以上分析我們得知，陣列式天線在接收垂直于天線面方向上電波能量最強，而來自天線面平行方向上的電波是最弱的，是接收不到的。至于接收其它方向的電波能力，也有一點，而這是我們所不歡迎的，可以通過加大天線陣中半波振子的數量，來加以消除。因此我們可以說，平闆天線主接收方向是垂直于天線的法線方向。如圖7。同時我們也由此感覺到，平闆天線與反射式抛物面天線一樣，天線口徑越大，方向性越強，天線口徑越小，方向性越差。這也說明隻有小口徑天線，才可能實現一鍋多星的道理。

平闆天線中半波振子單元的幾種等效輻射單元

在平闆天線中，采用陣列式天線，而它的基本單元是半波振子單元。而這種基本單元，我們又可以稱其為天線的輻射單元。在Ku波段，頻率範圍如果是恫．7—12．75GHz，那麼對應的波長在2．353-2．564cm之間。

1/2波長為7．177-1．282cm，取其平均值，半個波長為1．23cm在實際使用中，由于還要考慮天線有個縮短因素，因此半波振子單元的實際長度還要乘以縮短系數0．85-0．9，所以實際半波振子單元長度為1．0455—1．107cm之間，取其平均值便是1．076cm，目口11mm左右，這個長度範圍便是平闆天線中單元(半波)振子的長度，隻有在這個長度範圍内的生産制造的平闆天線，才适合接收11—12GHz的Ku波段衛星信号。

上面我們分析了平闆天線中的基本單元或稱輻射單元是半波振子天線，但由于它僅能接收線極化的電波，形式單一，尺寸也不能縮小。所以在實際使用中，人們常用其它各種等效形式的輻射元來替代它。這樣生産出來的平闆天線不僅面積、尺寸減少些，而且有的可以接收圓極化波。現在就讓我們認識一下這些等效輻射元。

1、片狀形等效輻射元：依靠上、下電極組成的極片作為輻射單元。片狀圖形種類較多。

2、同平面電極形等效輻射元：依靠電極與周圍的接地線構成。同平面電極在其相鄰的縫隙處産生電場，來輻射電波。此例為圓極化輻射單元。

3、槽縫形等效輻射元：由上下兩塊金屬闆形成封閉波導，而上闆開有許多槽縫，将空間電波導入并在内部彙集由波導引出。這方面技術将在後述内容中介紹。

4、線狀形等效輻射元：沒有單元振子，而依靠傳輸線上各不同位置的電流分布産生同相輻射。因此将線做成曲折矩形，變折部分為傳輸線，平直部分為輻射振子。

振子式輻射單元間的饋電

平闆天線中的輻射單元的饋電是一個難度較高的技術性問題，必須保證各輻射單元完全是同相饋電，才能使平闆天線有較高的增益和較強的方向性。振子式平闆天線各輻射單元依靠微帶饋線來饋電，饋電線路不僅要保證各個輻射單元要同相饋電，而且要保證各個輻射單元之間聯接與微帶饋線間的阻抗匹配問題，這樣才能達到衰耗小、效率高。

由于各輻射單元振子是多個連接使用，因此電路是不斷地并聯。每二個輻射單元并聯一次，阻抗便降低一半，所以饋線的特性阻抗會發生改變，國此要特别注意它們之間的匹配。微帶傳輸線是做在同一基闆上，不可能用改變帶間距離的方法來改變阻抗，所以隻有改變微帶寬度來控制阻抗變化。為了使不同線段間匹配，饋線上還裝有許多入/4阻抗變換器。

為了保證處于不同部位的單元振子都能得到同相位的饋電，因此在設計振子式平闆天線布線時，通過調整微帶饋線的長短來達到這一目的。

振子式平闆天線與高頻頭的聯接

由于平闆天線各輻射單元是靠微帶饋線聯接的，電波在振子處已變為感應電流，各微帶饋線集中彙總後可以直接以電流形式傳輸給高頻頭中下變頻器。既不需要饋源，也減少了由電波的電場形式轉換為電流形式的損失，有利于信号的接收。

此時的高頻頭，可以是集中參數式，也可以是分布參數微帶式。而且還可以把高頻頭直接裝在平闆天線後面，或者通過微帶式高頻頭直接做在平闆天線裡面，使其成為天線－高頻頭一體化的新型結構，既美觀也改善了可靠性，真是一舉雙得。目前，市場上平闆天線已絕大部分是平闆天線+高頻頭一體化的平闆天線了。