【正文】 ?? ????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 kr1即 （ rλ/(2π)） 的區(qū)域稱為近區(qū) ， 此區(qū)域內(nèi) 231 1 1( ) ( )k r k r k r? ? ? ? 電基本振子的近區(qū)場表達式為 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 將上式和靜電場中電偶極子產(chǎn)生的電場以及恒定電流產(chǎn)生的磁場作比較 ， 可以發(fā)現(xiàn) ， 除了電基本振子的電磁場隨時間變化外 ， 在近區(qū)內(nèi)的場振幅表達式完全相同 ，故近區(qū)場也稱為似穩(wěn)場或準靜態(tài)場 。 電偶極子向自由空間輻射的總功率稱為輻射功率 Pr，它等于坡印廷矢量在任一包圍電偶極子的球面上的積分 ， 即 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 WlIdlIddsHEdsSPSSavr2223202220)(40si n15]R e [21???????????????????????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 因此 ， 輻射功率取決于電偶極子的電長度 ， 若幾何長度不變 ， 頻率越高或波長越短 ， 則輻射功率越大 。我們有必要了解天線電參數(shù)，以便正確設(shè)計或選擇天線。 在自由空間中 ， 兩個最重要的平面方向圖是 E面和 H面方向圖 。?0 .5?02 ?02 ?0 . 5第 1章 天線基礎(chǔ)知識 (2)半功率點波瓣寬度（ HalfPower Beam Width, HPBW） :指主瓣最大值兩邊場強等于最大值的 （或等于最大功率密度的一半）的兩輻射方向之間的夾角，又叫 3分貝波束寬度。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 天線效率 一般來說 ,載有高頻電流的天線導(dǎo)體及其絕緣介質(zhì)都會產(chǎn)生損耗 ， 因此輸入天線的實功率并不能全部地轉(zhuǎn)換成電磁波能量 。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 天線的極化 天線的極化是指該天線在給定方向上遠區(qū)輻射電場的空間取向 。 有功功率以損耗和輻射兩種方式耗散掉 ， 而無功功率則駐存在近區(qū)中 。 而對于超寬頻帶天線 ， 常用絕對帶寬 ， 即fmax/fmin來表示其頻帶寬度 。 當(dāng)工作頻率變化時 ， 天線的有關(guān)電參數(shù)變化的程度在所允許的范圍內(nèi) ， 此時對應(yīng)的頻率范圍稱為頻帶寬度 (Bandwidth)。 通常將歸算于輸入電流 Iin的有效長度記為 lein， 把歸算于波腹電流 Im的有效長度記為 lem。 因為一個增益系數(shù)為 輸入功率為 1W的天線和一個增益系數(shù)為 輸入功率為 5W的天線在最大輻射方向上具有同樣的效果 ， 所以又將 PrD或 PinG定義為天線的有效輻射功率 。 解 已知電基本振子的歸一化方向函數(shù)為 F(θ,φ)=|sinθ| 將其代入方向系數(shù)的表達式得 2 30041 . 5s i nDdd???? ? ?????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 若以分貝表示 ， 則 D==。容易得出，它與場強方向圖之間的關(guān)系為 Φ(θ,φ)=F2(θ,φ) 電基本振子 E平面功率方向圖也如圖 1― 2― 3所示 。依據(jù)歸一化方向函數(shù)而繪出的為歸一化方向圖。 事實上 ， 對于一個很小的環(huán)來說 ， 如果環(huán)的周長遠小于λ/4， 則該天線的輻射場方向性與環(huán)的實際形狀無關(guān) ，即環(huán)可以是矩形 、 三角形或其它形狀 。 (2)傳播方向上電磁場的分量為零 ， 故稱其為橫電磁波 ， 記為 TEM波 。 sin260sin0jkrjkrrrIlH j erIlE j erH H E E????????????????? ??? ? ? ? ???第 1章 天線基礎(chǔ)知識 遠區(qū)場的坡印廷矢量平均值為 222221 15R e [ ] sin2av rIlS E H er? ???? ? ? 有能量沿 r方向向外輻射 ， 故遠區(qū)場又稱為輻射場 。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 若求小電流環(huán)遠區(qū)的輻射場 ， 我們可把磁矩看成一個時變的磁偶極子 ， 磁極上的磁荷是 +qm,qm， 它們之間的距離是 l。 因此 ， 電基本振子的歸一化方向函數(shù)可寫為 F(θ,φ)=|sinθ| 為了分析和對比方便 ， 今后我們定義理想點源是無方向性天線 ， 它在各個方向上 、 相同距離處產(chǎn)生的輻射場的大小是相等的 ， 因此 ， 它的歸一化方向函數(shù)為 F(θ,φ)=1 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 方向圖 天線的方向函數(shù)，它與 r及 I無關(guān)。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 圖 1―2―3 電基本振子 E平面方向圖 yzO功 率 方 向 圖 場 強 方 向 圖| s i n ? |?第 1章 天線基礎(chǔ)知識 圖 1― 2― 4 電基本振子 H平面方向圖 zxy?| s i n 9 0 | ＝ 1176。 無方向性天線本身的方向系數(shù)為 1。 考慮到效率的定義 ， 在有耗情況下 ， 功率密度為無耗時的 ηA倍 ， 可改寫為 00m ax m ax00i n i n r rAP P P PASSGSSGD???????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 由此可見 ， 增益系數(shù)是綜合衡量天線能量轉(zhuǎn)換效率和方向特性的參數(shù) ， 它是方向系數(shù)與天線效率的乘積 。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 有效長度 一般而言