[拼音]:youyuan tianxian
[外文]:active antenna
只含金属和介质的一般天线中如果还含有晶体三极管、隧道二极管、变容二极管等有源器件,就成为有源天线。它能改善电小天线的性能。有源天线中的有源器件可以直接装入天线(图1),也可以使天线和放大器连接而组成一个天线系统(图2)。普通天线配以有源器件,可以改善电小天线的阻抗,展宽频带,改善系统的噪声特性等,所以有源天线有助于实现天线小型化。
有源天线中的有源器件可以工作在线性和非线性两种情况,互易原理适用于前者,而不适用于后者。
图1为一有源天线,输入阻抗为
式中R1、C1、L1分别为天线的电阻、电容和电感;S=Ic/Vbe为晶体管的互导;β=Ic/Ib为电流放大倍数。通常β»1,所以有源天线的输入电阻为
Ri=R1+1/S天线的谐振频率为
式中
为无源天线的谐振频率。因此,有源天线与同形等高的无源天线相比,谐振频率降低,输入电阻提高,因而天线的带宽变宽。
图2为配有放大器的小环有源天线,如果放大器的输入阻抗远小于天线的阻抗,则天线可得到与频率无关的输出电流。若设计正确,带宽能达几个倍频程。
图3为一个有源接收系统。TA1为无源天线在1-1′端的等效噪声温度,TE为接收机的噪声温度。在无源天线和接收机之间接入由晶体管和其他网络(如匹配网络)构成的中间网络。若中间网络的增益为GN,1-1′端上等效噪声温度为TN1,则整个接收机系统在1-1′端上表示的总噪声温度为
TS1=TA1+TN1+TE/GN
可见,中间网络使系统增加了一个噪声项(TN1),设计时应尽可能减小TN而增大GN,以使有源噪声温度与无源噪声温度(TA1+TE)相比得到改善。