天线与电波复习 第二版.pptVIP

天线与电波复习 1）天线的特性参数和各种天线（30学时） 2）电波传播（10学时） 影响无线电通信的两个因素： 一付好的天线对无线电通信产生的效益是很大的； 天线周围的自然环境对电波的远距离传输也有很大影响。 因此，对天线辐射电磁波的规律和天线特征的认识和了解，对电磁波的传输规律和特征的认识和了解就显得尤为突出和重要。 第一部分 天线的特性参数 1、基本振子 辐射 各种天线都可以看成是由很多电偶极子构成的，因此天线的辐射场也可以看成是这许多电偶极子辐射场的叠加。 发射天线的电参数 1、辐射功率：在单位时间内通过球面向外辐射的电磁能量的平均值。 在以天线为圆心，位于天线远场的某一球面上，天线在某一方向的辐射功率密度与相等的辐射功率均匀辐射时该球面的平均功率密度之比。 (Bandwidth)频带宽度：中心频率两侧天线的特性下降到还能接受的最低限度时，两频率的差值；当工作频率变化时，天线的有关电参数变化的程度在所允许的范围内，此时对应的频率范围称为频带宽度。 天线的分析：救给定天线的特性参数； 天线综合：在预先给定天线参数的情况下，求天线上的电流分布 重要关系(掌握计算) 对称振子 几种典型偶极子天线上的电流分布 二 辐射场和方向性函数 半波振子的参数 D=1.64 Rr=73.1Ω 输入阻抗 天线阵 方向性相乘原理：天线阵的方向性函数为单个振子的方向性函数与阵因子的乘积。方向性图也可以相乘。 加大间隔距离d会加大波程差的变化范围，导致波瓣个数变多；而改变电流激励初始相差，会改变阵因子的最大辐射方向。 最大辐射方向： 周期为2π。 在Ψ∈0~2π的区间内，函数值为1发生在Ψ=0,2π处，对应着方向图的主瓣；由于阵因子的分母随Ψ的变化比分子要慢得多，因此阵因子有N-2个函数值小于1的极大值，发生在分子为1的条件下（对应着方向图副瓣），即 2.均匀直线阵的应用 均匀直线阵在实际应用中有如下几种常见的情况。 1)边射阵（同相均匀直线阵）（Broadside Array） 当Ψ0=0时，Ψ=kd cosφ，Ψ=0对应的最大辐射方向发生在φm=π/2或3π/2，由于最大辐射方向垂直于阵轴线，因而这种同相均匀直线阵称为边射或侧射式直线阵。 地面对天线特性的影响 7.4 引向天线（波渠天线） 对数周期振子阵天线 在任何一个工作频率上，对数周期振子阵天线只有辐射区的部分振子对辐射起主要作用，而并非所有振子都对辐射作重要贡献，所以它的方向性不可能做到很强。 方向图的波束宽度一般都是几十度，方向系数或天线增益也只有10dB左右，属于中等增益天线范畴。 第二部分 电波传播 接收机输入端的最大接收功率 各种电波传播方式的主要特点 空间波：在传播过程中，电波会发生折射、反射、散射等现象。在微波通信中采用视距传播。天线架设在地面以上大于几个波长处。 地表面波：长波，中波一般采用这种传播方式。天线直接架设在地面。 天波：只有这种电波传播方式才能将电波传送到数千公里以外。短波通信采用的就是这种传播方式。 地面波 波前倾现象 场结构 传播特性 天波传播 电离层特点 传播原理 频率计算及传播分析 短波天波特点 中波传播特点 视距传播 与传输距离的关系 地球影响 视线距离 天线等效高度 对流层影响 近似分析方法：镜像原理 线天线的镜像 (a)驻波单导线；(b)对称振子 水平线天线的镜像一定为负镜像；垂直对称线天线的镜像为正镜像。 至于垂直架设的驻波单导线，其镜像的正负视单导线的长度l而定。 水平架设振子的地面因子 水平架设在理想导电平面上的水平振子在水平方向无辐射 最大辐射方向上的场强是自由空间中的2倍 负镜像情况下，最靠近导电平面的第一最大辐射方向对应的波束仰角Δm1所满足的条件为 垂直架设振子的地面因子 垂直架设在理想导电平面上的振子在轴向无辐射 最大辐射方向上的场强是自由空间中的2倍 第七章 简单的线天线 天线的结构、结构参数、架设方法 天线的电参数，及其特点 天线的用途及尺寸选取方法 天线的优缺点 天线的改进方法 方向图的分析（水平面，垂直面） 天线架设高度 臂长选择 改进方法 7.1 双极天线 7.2 直立天线 图2―2―1 直立天线示意图 有效高度 增高效率的改进方法 7.3 螺旋天线 法向模螺旋天线主要用于超短波手持式通信机，代替单极振子天线，最大的优点是天线长度可以缩短2/3，而仍处于谐振状态。 轴向辐射型螺旋天线广泛应用于雷达和遥测系统。 两种天线辐射极化、方向图分析 它广泛地应用于米波、分米波波段的通信、 雷达、 电视及其它无线电系统中。 结构 工作原理 特点 非频变天线 结构 工作原理 特点 三种电波传播的基本方式及其特点 电波利用电离层的折射、反射和散射作用进行传播的方