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《天线原理》讲义 郭景丽 邹艳林 第十一章 口径天线基础 之前我们讨论的是线状天线，其特点是天线呈直线、折线或曲线状，且天线 的尺寸为波长的几分之一或数个波长。所构成的基本理论称之为线天线理论。即 使开槽缝隙天线，在分析时也是借助了缝隙天线的互补天线—金属线天线来分 析。 在实际工作中，还将遇到金属导体或介质构成的口径天线和反射面天线。有 时我们统称为口面天线。面天线，顾名思义因为这类天线所载的电流是分布在金 属面或介质面上的，而且其口径尺寸远大于工作波长，可以是波长的十几到几十 倍以上。主要包括：喇叭天线、透镜天线、抛物面天线、双反射面的卡塞格伦天 线等。天线通常由两部分组成：一是初级源，例如同轴线馈电的振子是喇叭天线 的初级源，而喇叭是抛物面天线的初级馈源；一是形成方向性的部件，例如喇叭 天线的波导壁面和终端开口面，以及抛物面天线中的抛物面反射器。 (a) 喇叭天线 (b) 龙伯透镜天线 (c) 抛物面天线 (d) 卡塞格伦天线 图 11.1 常见口径天线 在微波通信中，由于波长很短，往往采用口径面天线来辐射(或接收) 电磁能 1 西安电子科技大学 量。所有口径面天线都有一个明显的口径面（简称口面），电磁能量通过口面辐 射（或接收）。如图所示喇叭天线的口面为矩形平面，抛物面天线的口面的口面 为圆形平面。对于面天线而言，由于辐射（或接收）的电磁能量都必须经过其口 面，因此，有理由将口面看成是面天线辐射场的（等效）源。 口面天线的分析模型如下图所示： 图 11.2 口径天线分析模型 不封闭曲面S 为天线金属导体面，开口面S 为假想的空气面或介质面，S ＋ 1 2 1 S 2 构成一个封闭面，封闭面内有一源。对这样一个分析模型，要求解空间某点 p   、 处的电磁场E H ，一般采用两种近似求解方法。 p p （1）面电流法： 以馈源的初级辐射电磁场在金属表面产生的表面电流为依据，计算辐射场。 表面电流密度与馈源的初级辐射场之间近似满足如下关系：   ˆ J S n H i (11.1)   式中：J 为金属反射面的表面电流密度；H 为金属表面处馈源的初级辐射 S i 磁场； ˆ 为金属表面的法向单位矢量。 n 上式仅对于平面波入射到无限大金属平面的情况才是精确的，所以面电流法   是一种近似方法。求得J S 后即可用表面积分求矢量位A ，进而求得辐射场。 面电流法对反射面天线有效，它是分析反射面天线的方法之一。但是，面电 流法对喇叭天线、波导口天线一类的口径天线无效，或者说处理很难。我们可采 用口径场法。 （2 ）口径场法： 第一步：解内问题，即在假定与外部无关的条件下独立地求解内部场，由初