天線理論與技術讀書報告-盧保軍

天線理論與技術

----讀書報告姓名：盧保軍指導老師：桑磊

目錄1.天線基本理論部分2.線天線部分3.口徑天線部分4.天線陣部分第1章電磁場理論基礎第2章天線的基本參數(shù)第3章天線輻射基礎第4章偶極天線、單極天線和環(huán)天線第5章寬頻帶天線第6章波導口和喇叭天線第7章反射面天線第8章縫隙天線第9章微帶天線第10章陣列天線第11章自適應天線陣第1章電磁場理論基礎1.1電磁場的基本方程1.1.1麥克斯韋方程組（微分形式）本構關系：電流連續(xù)性方程：1.1.2波動方程對應的復數(shù)形式（亥姆霍茲方程）為：1.1.3邊界條件

邊界條件一般表示式：理想介質交界面上：1.1.4電磁場的位函數(shù)定義磁矢量位A和電標量位φ當滿足洛侖茲條件時A和φ滿足非齊次亥姆霍茲方程

矢量恒等式：1.2電磁場的等效原理1.2.1惟一性定理1.2.2鏡像原理：用原有源相對于理想導體平面的鏡像源來代替理想導體邊界對場的影響。

電流元磁流元1.2.3等效原理1.2.4相似原理1.2.5Babinet原理巴俾涅原理原是光學中關于完全吸收的衍射屏與它的互補盤的衍射場的關系，應用于電磁場中，說明如下：源源源導電屏導磁屏=+=+1.2.5Babinet原理導電平板天線及其互補天線Booker關系：導電平板天線的輸入阻抗和與其互補的孔隙天線的輸入阻抗的乘積是一個與頻率無關的常數(shù)1.2.6二重性原理：做對偶變換(EH,εμ)。利用這種關系可以從一組方程的解得到另一組方程的解，這種關系通常稱為電磁場的對偶原理或二重性原理。第2章天線的基本參數(shù)2.1天線的方向特性參數(shù)方向圖：表征天線方向特性的圖。根據(jù)所表征具體特性分為：場強振幅方向圖、功率方向圖、相位方向圖、極化方向圖。主瓣寬度：方向性系數(shù)：表征天線輻射能量集中的程度。天線增益：天線效率：2.2天線的阻抗特性輻射電阻：將天線輻射功率等效為一個電阻吸收的功率，該等效電阻稱為天線的輻射電阻。其表征天線的輻射能力。輸入阻抗：天線輸入電壓與輸入電流的比值，是決定天線與饋線匹配狀態(tài)的重要參數(shù)。表征天線與饋線匹配狀態(tài)的參數(shù)是回波損耗。2.3天線的極化特性線極化波：電場矢量恒定指向某一方向的波。橢圓極化波：電場矢量在空間的軌跡為一條橢圓螺旋線。第3章天線輻射基礎3.1電流元的輻射設電偶極子電流密度為：求解矢量位所滿足的波動方程：最終求得矢量位的解為：進而得偶極子的電場和磁場的解。電流元的遠區(qū)輻射場近似滿足：3.1電流元的輻射方向性系數(shù)：輻射電阻：3.2磁流元的輻射作二重性替換：，，，，可得：輻射電阻：3.3惠更斯源的輻射設場的振幅和相位都是均勻的，電場和磁場只有口徑的切向分量和根據(jù)等效原理有：即面元可等效為：φθ3.4不同相口徑的輻射場線性相位分布平方律相位分布第4章偶極天線、單極天線和環(huán)天線4.1對稱偶極天線設沿z軸偶極子天線上電流分布為：則方向函數(shù)4.2八木天線4.3單極天線優(yōu)：方向性好缺：輻射電阻和輸入電阻較小電容加載：4.4偶極天線的饋電四分之一波長扼流環(huán)不對稱U型環(huán)巴倫第5章寬頻帶天線5.1非頻變天線a.天線的形狀僅由角度決定，這類天線可在連續(xù)變化的頻率上得到非頻變特性。b.基于相似原理，這類天線僅在一系列離散的頻率點上可以得到準確的非頻變特性。5.1.1平面等角螺旋天線設原天線表面在極坐標中的方程為：若天線滿足曲線方程：則天線的特性不會發(fā)生變化，僅方向圖旋轉了一個相應的角度有對θ

和φ分別求導解得5.1.2圓錐等角螺旋天線圓錐等角螺旋天線滿足方程：5.1.3vivaldi天線如圖為傳統(tǒng)vivaldi天線的尺寸圖。指數(shù)漸變線的公式為：其中：5.2行波天線V型天線第6章波導口和喇叭天線6.1H面扇形喇叭整理得：6.1H面扇形喇叭最佳H面喇叭的長度和口徑尺寸滿足：此時，口徑上最大相位偏差為0.75π增益約為：口徑效率為0.646.2多模喇叭介質套6.3透鏡天線a.介質透鏡b.金屬透鏡第7章反射面天線7.1單反射面天線拋物面天線的饋源：a.確定的相位中心b.單向輻射和旋轉對稱的c.對口徑的遮擋盡可能小d.應具有足夠的工作帶寬7.2偏置拋物面天線優(yōu)：增大增益、提高天線效率缺：增大交叉極化電平7.3雙反射面天線優(yōu)：得到均勻口徑場，更好控制口徑面上的功率分布時第8章縫隙天線8.1理想導電平面上的矩形縫隙設縫中電場為：等效磁流面密度：則Ω8.2矩形波導饋電的縫隙根據(jù)縫隙引起波導壁縱向電流或橫向電流的變化可將縫隙等效為并聯(lián)導納或串聯(lián)阻抗寬壁橫縫等效為傳輸線的串聯(lián)阻抗寬壁縱縫等效為并聯(lián)導納第9章微帶天線微帶貼片天線：在帶有導體接地板的介質基片上附加導體貼片構成的天線。優(yōu)：剖面低、重量輕；適合于批量生產；便于實現(xiàn)圓極化；缺：頻率低、頻帶窄9.1寬頻帶技術1.采用厚基板2.采用介電常數(shù)較小或損耗較大的基板3.多調諧回路技術4.采用對數(shù)周期結構