天線基礎(chǔ)知識ppt課件-在線瀏覽
2025-06-15 23:23本頁面
【正文】 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 。 既然輻射出去的能量不再返回波源 ， 為方便起見 ，將天線輻射的功率看成被一個(gè)等效電阻所吸收的功率 ，這個(gè)等效電阻就稱為輻射電阻 Rr。 電基本振子的輻射電阻為 228 0 ( )rlR ????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 磁基本振子的輻射 磁基本振子 （ Magic Short Dipole） 又稱磁流元 、磁偶極子 。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 圖 1―1―4 磁基本振子的坐標(biāo) OrIml?xyz?E?H?第 1章 天線基礎(chǔ)知識 其中 ， 下標(biāo) e,m分別對應(yīng)電源和磁源 ， 則磁基本振子遠(yuǎn)區(qū)輻射場的表達(dá)式為 00s i n2s i n2j krmj krmIlE j erIlH j er???????????????????? 比較電基本振子的輻射場與磁基本振子的輻射場 ，可以得知它們除了輻射場的極化方向相互正交之外 ， 其它特性完全相同 。相應(yīng)的磁矩和環(huán)上電流的關(guān)系為 pm=μ0IS 式中 s為環(huán)面積矢量 ， 方向由環(huán)電流 I按右手螺旋定則確定 。 磁荷之間有假想的磁流 Im， 以滿足磁流的連續(xù)性 ， 則磁矩又可表示為 pm=qml 式中 l的方向與環(huán)面積矢量的方向一致 。 事實(shí)上 ， 對于一個(gè)很小的環(huán)來說 ， 如果環(huán)的周長遠(yuǎn)小于λ/4， 則該天線的輻射場方向性與環(huán)的實(shí)際形狀無關(guān) ，即環(huán)可以是矩形 、 三角形或其它形狀 。 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 發(fā)射天線的電參數(shù) 描述天線工作特性的參數(shù)稱為天線電參數(shù)，又稱電指標(biāo)。我們有必要了解天線電參數(shù)，以便正確設(shè)計(jì)或選擇天線。下面介紹發(fā)射天線的主要電參數(shù)，并且以電基本振子或磁基本振子為例說明之。 所謂方向性 ， 就是在相同距離的條件下天線輻射場的相對值與空間方向 （ 子午角 θ、 方位角 φ） 的關(guān)系 。 因此 ， 方向函數(shù)可定義為 ( , , )( , )60 /ErfIr???? ? 將電基本振子的輻射場表達(dá)式代入上 式 ， 可得電基本振子的方向函數(shù)為 ( , ) ( ) s i nlff ?? ? ? ????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 為了便于比較不同天線的方向性 ， 常采用歸一化方向函數(shù) ， 用 F(θ,φ)表示 ， 即 m a x m a x( , )( , )( , )( , )EfFfE??????????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 式中 ， fmax(θ,φ)為方向函數(shù)的最大值； Emax為最大輻射方向上的電場強(qiáng)度 。 歸一化方向函數(shù) F(θ,φ)的最大值為 1。將方向函數(shù)用曲線描繪出來，稱之為方向圖。依據(jù)歸一化方向函數(shù)而繪出的為歸一化方向圖。 對于電基本振子 ， 由于歸一化方向函數(shù) F(θ,φ)=|sinθ|， 因此其立體方向圖如圖 1― 2― 2所示 。 在自由空間中 ， 兩個(gè)最重要的平面方向圖是 E面和 H面方向圖 。 方向圖可用極坐標(biāo)繪制 ， 角度表示方向 ， 矢徑表示場強(qiáng)大小 。 方向圖也可用直角坐標(biāo)繪制 ， 橫坐標(biāo)表示方向角 ， 縱坐標(biāo)表示輻射幅值 。 如圖 1― 2― 3所示 ， 對于球坐標(biāo)系中的沿 z軸放置的電基本振子而言 ， E面即為包含 z軸的任一平面 ， 例如 yOz面 ， 第 1章 天線基礎(chǔ)知識 此面的方向函數(shù) FE(θ)=|sinθ|。 E面和 H面方向圖就是立體方向圖沿 E面和 H面兩個(gè)主平面的剖面圖 。第 1章 天線基礎(chǔ)知識 但是要注意的是 ， 盡管球坐標(biāo)系中的磁基本振子方向性和電基本振子一樣 ， 但 E面和 H面的位置恰好互換 。容易得出，它與場強(qiáng)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 。 用來描述方向圖的參數(shù)通常有： (1)零功率點(diǎn)波瓣寬度 2θ0E或 2θ0H(下標(biāo) E、 H表示 E、H面，下同）：指主瓣最大值兩邊兩個(gè)零輻射方向之間的夾角。?0 .5?02 ?02 ?0 . 5第 1章 天線基礎(chǔ)知識 (2)半功率點(diǎn)波瓣寬度（ HalfPower Beam Width, HPBW） :指主瓣最大值兩邊場強(qiáng)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 (3)副瓣電平（ Side Lobe Lever,SLL） :指副瓣最大值與主瓣最大值之比，一般以分貝表示，即 , m a x 2 m a x 2, m a x m a x10 lg 20 lgavavS ESL L dBSE??（ 1―2―8 ） 式中 ， Sav,max2和 Sav,max分別為最大副瓣和主瓣的功率密度最大值； Emax2和 Emax分別為最大副瓣和主瓣的場強(qiáng)最大值 。 （ 4） 前后比 :指主瓣最大值與后瓣最大值之比 ， 通常也用分貝表示 。 為了更精確地比較不同天線之間的方向性 ， 需要引入一個(gè)能定量地表示天線定向輻射能力的電參數(shù) ， 這就是方向系數(shù)(Directivity)。用公式表示如下： 2m a xm a x20 0r ro r roP P P PESDS E????第 1章 天線基礎(chǔ)知識 式中 Pr、 Pr0分別為實(shí)際天線和無方向性天線的輻射功率 。 因?yàn)闊o方向性天線在 r處產(chǎn)生的輻射功率密度為 20
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1