天线与电波传播I-4课件.pptVIP

天线与电波传播（I） 4 线天线 4 线天线-linear wire antennas 4.1 短振子 短振子 短振子 短振子 短振子 短振子 短振子 短振子 4.2 区域划分-region separation 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 区域划分 4.3 有限长振子-finite length dipole 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 有限长振子 4.4 半波振子-half-wavelength dipole 半波振子 半波振子 半波振子 半波振子 半波振子 4.5 无穷大平面导体上方的直线元 镜像理论 镜像理论 垂直电振子 垂直电振子 垂直电振子 垂直电振子 垂直电振子 垂直电振子 垂直电振子 垂直电振子 四分之一波长单极子-λ/4 monopole 四分之一波长单极子-λ/4 monopole 4.6 宽频带振子 不同长度振子的方向图 辐射功率 辐射功率 方向图 电流分布 辐射电阻 方向性系数 最大有效口径 由于方向图与φ无关 输入电阻 输入阻抗：在天线端对上的电压与电流之比，或在天线一点上电场与磁场的适当分量之比。 输入阻抗的实部定义为输入电阻。对于无损耗天线，它就是辐射电阻。天线通过辐射电阻辐射实功率。 输入电阻 半波振子 l = λ/2，最通用的天线之一，其辐射阻抗是73 Ω，很接近50 Ω或75 Ω的传输线特性阻抗，易于匹配。 1/4 波长 1/4 波长 1/2 波长 振子 半波振子阵列 半波振子的电场和磁场可由有限长振子求得 l = λ/2 同样 l = λ/2 平均功率密度 辐射强度 方向图 垂直平面：8字形方向图 水平平面：全向方向图 其中 最大方向性系数 辐射功率 辐射电阻 最大有效口径 输入阻抗 可以通过匹配或者缩短振子长度来减小输入电抗，直至为0. 根据导线半径的不同，半波振子第一谐振长度通常为l = 0.47λ~0.48λ。导线越细，长度越接近0.48λ。 当存在障碍物，特别是障碍物靠近辐射元时，能够大大地改变整个天线系统的辐射特性。 辐射元射向大地的任何能量总要受到反射，反射能量的大小和方向取决于大地形状及大地的电气组成参数。 大地是有耗媒质，其有效导电率随频率而增加。在一定频率以上，大地可当作良导体，主要取决于它的潮湿程度。 假定大地是无穷大、平坦的理想导电体。 当均匀媒质中存在无限大理想导体平面时，该导体平面的作用可用真实场源在位于该平面另一侧对称位置上的镜像场源来等效。 界面以下是理想电导体时，入射波受到全反射，而界面下面的场为零。 电流源和磁流源对导体平面的镜像 任意方向的电流或磁流可先分解成平行和垂直于导体平面的两个分量，总的镜像等于每个分量的镜像之叠加。 靠近理想导电平面的垂直直线元的（远区）场 长度为l、均匀电流为I0的无穷小偶极子在观察点P处远区的直射电场分量为 引入虚源（镜像）计算反射分量 交界面上方(z≥0)的总场等于直射分量和反射分量之和。 靠近理想导电平面的垂直直线元的（远区）场 在远场，r h,由二项式展开 对于幅度，取 靠近理想导电平面的垂直直线元的（远区）场 总的电场为 总电场等于基于原点对称放置的单个源的场与一因子（方括号内）的乘积，叫作方向图相乘。这个因子是天线离地高度（h）和观察点（θ）的函数，叫作阵因子。 场的形状和幅度不仅受单个元的场所控制，还受单个元相对于地面位置所控制。 总波瓣数 穿过半径为r的上半球面的总辐射功率 当 ，辐射功率等于孤立元的辐射功率； 当 ，辐射功率等于孤立元的辐射功率的2倍。 辐射强度 除 外，等于孤立元最大辐射强度的4倍。 方向性系数 辐射电阻 方向性系数为3； 方向性系数 方向性系数的最大值为6.566； 等于孤立元的值； 等于孤立元的值的2倍； 等于长度l’ = 2l的孤立元的值的一半。 * * 4.1 短振子 4.2 区域划分 4.3 有限长振子 4.4 半波振子 4.5 无穷大平面导体上方的直线元 4.6 宽频带振子 直的或弯的导线天线是最古老、最简单和最廉价的一种天线，至今仍有着广泛的应用。 无穷小偶极子（l ≤λ/50）的辐射特性已经讨论过，其电流分布假定是均匀的。虽然均匀电流分布是不能实现的，但它可用作表示实际天线电流分布的一个数学量，实际天线可视为由许多小长度段连接而成。 长度为λ/50 ≤ l ≤λ/10的线天线叫做短振子，其电流分布近似为三角形变化。 长度沿z轴方向放置，以原点为对称的几何布置 短振子的电流分布及表