(精选)民机通信导航与雷达 第四章 电波传输与天线课件.pptVIP

;本章主要内容 第一节 传输线的基础知识 ； 第二节 天线基础 ； 第三节 电波传播 ;;;传输线类型主要有: 平行双线、同轴线、金属波导管、微带以及介质波导等。 ;二、均匀传输线方程及其解 ;结构;根据传输线沿线的分布参数是否均匀，可将传输线分为均匀传输线和非均匀传输线。由均匀传输线组成的导波系统都可等效为均匀平行双导线系统，如图 (a)所示。 ;均匀传输线方程;对于时谐电压和电流，可用复振幅表示为;（二）.均匀传输线方程的解;令 ，则可得传输线上的电压和电流的 瞬时值表达式为 ;当已知线上终端电压和电流分别为 和 时，则可写出其边界条件：z=0时， ，代入式 ，得;（三）.传输线的工作特性参数;对于均匀无耗传输线，R=G=0，传输线的特性阻抗为;传播常数;于是小损耗传输线的衰减常数;传输线上的波长;同轴线是一种典型的双导体传输系统，它由内、外同轴的两导体柱构成，中间为支撑介质。其中，内、外半径分别为a和b，填充介质的磁导率和介电常数分别为 和 。同轴线是微波技术中最常见的TEM模传输线，分为硬、软两种结构 ;硬同轴线是以圆柱形铜棒作内导体，同心的铜管作外导体，内、外导体间用介质支撑，这种同轴线也称为同轴波导。软同轴线的内导体一般采用多股铜丝，外导体是铜丝网，在内、外导体间用介质填充，外导体网外有一层橡胶保护壳，这种同轴线又称为同轴电缆。 ;设同轴线的外导体接地，内导体上的传输电压为 ，取传播方向为 ，传播常数为 ，则同轴线上电压为;耐压最高时的阻抗特性 ;求 取极限值，即令 ，可得x=2.72。这时固定外导体半径的同轴线达到最大电压。此时同轴线的特性阻抗为 ;式中，x=b/a。要使 取最大值，则 应满足;衰减最小时的特性阻抗 ;要使衰减系 数最小，则应满足：;三 传输线阻抗与状态参量 ;均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关，且一般为复数，故不宜直接测量。另外，无耗传输线上任意相距 处的阻抗相同，一般称之为 重复性 ;通常将电压反射系数简称为反射系数，并记作 ,有 ;于是有;驻波比 ;四、无耗传输线的状态分析;纯驻波状态;对无耗传输线终端短路情形有以下结论： ; 处于纯驻波工作状态的无耗传输线，沿线各点电压、电流在时间和空间上相位差均为 ，故它们不能用于微波功率的传输，但因其输入阻抗的纯电抗特性，在微波技术中却有着非常广泛的应用。 ; 实际上，无耗传输线上距离为 的任意两点处阻抗的乘积均等于传输线特性阻抗的平方，这种特性称之 为 阻抗变换性。 综合上述三种情况，对无耗传输线来说，其传输特性均有 重复性和 变换性。 ;在对馈线的维护中应注意以下几点： 不能随意更换馈线。前面已经说明，同轴线或其他类型馈线的线径、间距及长度的变化，都会导致阻抗的变化，影响阻抗匹配。因此，在需要更换时应更换参数相同、长度相同的馈线； 应保持馈线电缆头处的接触良好，应无锈蚀、松动及水分； 在用卡箍固定馈线时，不应过分卡紧，以免使同轴线内、外导体之间的距离改变； 需要弯曲时，弯曲半径应大于馈线直径的10倍。 ;用作电抗性元件或震荡回路 ;延迟线与仿真线 ;;二、天线的电参量 ;方向图：表示天线在不同方向上辐射场的相对大小，即场强与方向间的关系。 ;频带宽度：当工作频率变化时，天线的各种电参数不超过允许变动值的频率范围，称为天线的频带宽度。 ;;一、无线电波传播的基本概念 ;传输媒质对电波传播的影响 ;传输失真 ;图4-4 电波传播的多径效益;电波传播方向的变化 ;二、天波传播 ;由于天波传播是靠高空电离层的反射，因而受地面的吸收及障碍物的影响较小，即这种传输方式的传输损耗较小，因此能以较小功率进行远距离通信。 ;四、视距传播;五、不均匀介质的散射传播;1、 何谓微波，微波有何特点？ 2、 设一特性阻抗为50的均匀传输线终端接负载R=100，求负载反射系数。在离负载0.2、0.5处的输入阻抗及反射系数分别为多少？ 3、 试证明无耗传输线上任意相距/4的两点处的阻抗的乘积等于传输线特性阻抗的平方。 4、 什么是衰落？简述引起衰落的原因。 5、 试分析夜晚听到的电台数目多且杂音大的原因。 6、 什么是视距传播和天波传播，分别简述其特点。 7、 什么是传输失真？简述引起传输失真的原因。 8、 简述天线的功能。 9、 从接收角度讲，对天线的方向性有哪些要求？ 10、传输线主要有哪几种？它们的特点分别是什么？ 11、对传输线的基本要求是什么？