电磁波试验试验四.PDFVIP

電磁波實驗：實驗四 4 天線與微波傳播 教授：瞿大雄 日期：106/3/27,28 實驗目的  量測號角天線之基本特性—天線增益與輻射 場型。  驗證距離與天線接收功率值之關係。  驗證接收之訊號強度與使用發射/接收天線 之極化方向有關，並觀察柵欄造成之極化特 性。 天線  天線：可使電磁能量於空間中沿特定方向傳 遞之裝置。  天線種類  線型天線（wire antenna ）  dipoles, loops, helix, … etc.  開口型天線（aperture antenna ）  horns, waveguide slots, open-ended WG., … etc.  印刷電路板天線（printed antenna ）  microstrip patch antenna, slot antenna, … etc.  反射面天線（reflector antenna ）  corner reflector, parabolic reflector, … etc. 天線 輻射場型 輻射場型 遠場 遠場  近場輻射場型和距離有關  遠場輻射場型與距離無關（只要是在遠場區）  天線主要用以作為無線傳輸工具，通常不會 使用其近場特性。  本實驗僅考慮遠場場型。 等向性天線（isotropic antenna ）  等向性輻射的天線，其輸入天線的能量Pin均勻 地往各個方向輻射。  對於在平面上的一個點，可用角度描述方向。  對於在空間上的一個點，可用立體角描述方向。 指向性與天線增益  指向性（Directivity ）  定義：最大輻射強度與平均強度比  D = Pr,max / Pr,av  描述幅射之電磁波集中於某特定方向之能力。  天線增益（Gain ）  在相同輸入功率下，該天線最強之輻射強度與一等 向性無損耗天線輻射強度之比值 P G r ,max P in 4r2 增益和指向性之差異在於增益考慮ohmic loss 、feeding mismatch等效應。 號角天線  號角天線：開口型（aperture ）天線的一種。  碟型天線的饋入元件。  天線增益量測時的標準天線。  常用於相位陣列天線。  外觀：從導波管向外逐漸延伸。  此種延伸構造是為了使矩型波導和空氣之間的阻抗 相匹配。  此結構可調整輻射場型之主波束寬度(main beam width) 。 號角天線  天線增益  亦可視為球面之表面積與天線輻射範圍之實際面積的比 例。  號角天線的天線增益可用上述原理求得其近似式 2ab G  2 o Friis 公式 1 實驗第一部份：利用此公式求天 P  P G A 線增益 r t 2 T eR 4r 實驗第二部份：觀察此公式中， 2