第六章地面對天線特性的影響

1、第六章第六章 地面對天線特性的影響地面對天線特性的影響第一節(jié)第一節(jié) 鏡像原理鏡像原理 地面將影響天線的特性地面將影響天線的特性：方向性圖，輻射阻抗，輸入阻抗，天線效率 原因原因：二次電流和二次場的出現(xiàn) 近似分析方法近似分析方法：鏡像原理 鏡像原理：求位于理想導(dǎo)電平面附近的天線所鏡像原理：求位于理想導(dǎo)電平面附近的天線所產(chǎn)生的場時，用天線的鏡像來代替理想導(dǎo)電平產(chǎn)生的場時，用天線的鏡像來代替理想導(dǎo)電平面對它的影響。鏡像天線距理想導(dǎo)電平面的垂面對它的影響。鏡像天線距理想導(dǎo)電平面的垂直距離等于天線到該導(dǎo)電平面的距離。直距離等于天線到該導(dǎo)電平面的距離。 實(shí)質(zhì)：用集中的鏡像電流代替分布的感應(yīng)面電實(shí)質(zhì)：用集中

2、的鏡像電流代替分布的感應(yīng)面電流。流。H = 實(shí)際振子實(shí)際振子HH = 實(shí)際振子實(shí)際振子鏡像振子鏡像振子鏡像電流的確定：鏡像電流的確定：HH = 垂直振子垂直振子鏡像電流：鏡像電流：大小相等大小相等方向相同方向相同IIHH = 水平振子水平振子鏡像電流：鏡像電流：大小相等大小相等方向相反方向相反IIH1H1 = 傾斜振子傾斜振子鏡像電流：鏡像電流：先分解先分解 后后合成合成IIH2H2例：求移動通信中的車載天線的方向性系數(shù)定義：單極天線定義：單極天線只有一個臂的對稱振子只有一個臂的對稱振子單極接地天線單極接地天線單極天線垂直架設(shè)在地面或金屬體表單極天線垂直架設(shè)在地面或金屬體表面，其下端面與激勵源

3、的一個端子相連，而激勵面，其下端面與激勵源的一個端子相連，而激勵源的另一端與地面或金屬體相連。源的另一端與地面或金屬體相連。l = l 利用對稱振子的方向性函數(shù)，得 sincoscoscosklklf用仰角表示： ooklklf1800coscossincos=0o=180o=90o特點(diǎn)： 最大輻射方向在水平面內(nèi)(lH sinsin2cos1sinsin2cos1601cos160sin211kHklfkHklrIEeeklrIjEEEmkHjjkrm ccfffkHf1sinsin2則令 cf稱為水平架設(shè)振子的地面因子。稱為水平架設(shè)振子的地面因子。結(jié)論：水平架設(shè)對稱振子的方向性與架設(shè)高度結(jié)論

4、：水平架設(shè)對稱振子的方向性與架設(shè)高度H有關(guān)。有關(guān)。=0o90oH=0.25=0o90oH=0.6=0o90oH=0.5=0o90oH= 水平架設(shè)在理想導(dǎo)電平面上的水平振子在水平方向無輻射水平架設(shè)在理想導(dǎo)電平面上的水平振子在水平方向無輻射 最大輻射方向上的場強(qiáng)是自由空間中的最大輻射方向上的場強(qiáng)是自由空間中的2倍倍 垂直架設(shè)的對稱振子，其子午面內(nèi)的輻射場和方向性ojmmmmeII0, 100根據(jù)鏡像原理，有設(shè)HH = IIr1r2sincos,cossin90o sincos2coscossincossincos2coscossincos601coscossincos60sin211kHklklf

5、kHklklrIEeeklklrIjEEEmkHjjkrm ccfffkHf1sincos2則令 cf稱為垂直架設(shè)振子的地面因子。稱為垂直架設(shè)振子的地面因子。結(jié)論：垂直架設(shè)對稱振子的方向性與架設(shè)高度結(jié)論：垂直架設(shè)對稱振子的方向性與架設(shè)高度H有關(guān)。有關(guān)。單個對稱振子在子午面內(nèi)的輻射場：jkrmjkrmeklklrIjeklklrIjEcoscossincos60coscossincos60111jkrkHjmjkrkHjjmjkrkHjjmjkrkHjmeeklklrIjeemeklklrIjeemeklklrIjeeklklrIjEHrrsin2sin21sin22sin22112coscos

6、sincos60coscossincos60coscossincos60coscossincos60sin210101r1, r2H 垂直架設(shè)在理想導(dǎo)電平面上的振子在軸向無輻射垂直架設(shè)在理想導(dǎo)電平面上的振子在軸向無輻射 最大輻射方向上的場強(qiáng)是自由空間中的最大輻射方向上的場強(qiáng)是自由空間中的2倍倍H=0o=180o=90ol/=0.25第三節(jié)第三節(jié) 非理想導(dǎo)電平面對對稱振子的影響非理想導(dǎo)電平面對對稱振子的影響 架設(shè)在實(shí)際地面上的對稱振子的輻射場和方向性圖HH r1r2EdEr 由于實(shí)際地面存在由于實(shí)際地面存在損耗，因此，不能再用損耗，因此，不能再用鏡像原理來分析。求解鏡像原理來分析。求解總場只能用直射波的場總場只能用直射波的場疊加反射波的場。疊加反射波的場。直射波的場： fEEmax1 jkHjefREEsin2max2反射波的場： 為地面反射系數(shù)為方向性函數(shù)jeRRf其中，jkHjeREEEEsin2max211對于理想導(dǎo)電平面，振子水平架設(shè)時，振子垂直架設(shè)時，11RR =0o為零輻射方向，不再為零輻射方向，而為最小輻射方向；為零輻射方向，不再為零輻射方向，而為最小輻射方向； 方向性圖變寬；方向性圖變寬； 最大輻射方向上的場強(qiáng)減??；最大輻射方向上的場強(qiáng)