天線技術(shù)課件西電第二版第10章

天線技術(shù)課件西電第二版第10章Contents目錄天線技術(shù)概述天線輻射原理天線的基本類型天線的饋電方式天線的陣列天線的測量與調(diào)試天線技術(shù)概述01天線是用來發(fā)射和接收無線電波的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的傳輸和接收。天線通過將電流轉(zhuǎn)化為電磁波，將信號(hào)傳輸?shù)娇臻g中，或者從空間中接收信號(hào)。天線的基本功能是實(shí)現(xiàn)電磁波的發(fā)射和接收，是無線通信系統(tǒng)中的重要組成部分。天線的基本概念方向圖增益阻抗帶寬天線的主要參數(shù)01020304描述天線輻射場的空間分布特性，包括主瓣、副瓣和后瓣等。描述天線在特定方向上的輻射強(qiáng)度，與理想點(diǎn)源相比的倍數(shù)。描述天線輸入端的電壓與電流之比，需要與傳輸線的特性阻抗匹配。描述天線能夠傳輸?shù)念l率范圍，通常用相對(duì)帶寬表示。發(fā)射天線和接收天線。按工作性質(zhì)分類定向天線和全向天線。按方向性分類線天線和面天線。按結(jié)構(gòu)分類長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線等。按工作頻率分類天線的分類天線輻射原理02電磁波的輻射是由電荷或電流的振動(dòng)產(chǎn)生的，這些電荷或電流在空間中產(chǎn)生變化的電場和磁場，從而形成電磁波。電磁波的輻射過程電磁波在空間中傳播時(shí)，會(huì)在周圍空間中產(chǎn)生電場和磁場，這些電場和磁場會(huì)隨著電磁波的傳播而擴(kuò)散，形成輻射場。輻射場天線的輻射機(jī)制是將傳輸線上的導(dǎo)行波轉(zhuǎn)換為空間中的電磁波，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸和能量的輻射。輻射機(jī)制電磁波的輻射遠(yuǎn)場與近場的區(qū)別遠(yuǎn)場是指電磁波的波長與天線尺寸相當(dāng)或遠(yuǎn)大于天線尺寸的空間區(qū)域，而近場是指電磁波的波長與天線尺寸相近或小于天線尺寸的空間區(qū)域。輻射場類型天線的輻射場可以根據(jù)不同的分類方式分為多種類型，如遠(yuǎn)場、近場、前向場、后向場等。輻射場分析天線的輻射場分析是通過計(jì)算和測量天線的輻射參量，如方向圖、增益、極化等，來評(píng)估天線性能的過程。天線的輻射場天線的輻射電阻是指天線在單位時(shí)間內(nèi)向空間輻射的總能量與通過天線輸入的功率之比。輻射電阻的定義計(jì)算公式影響因素天線的輻射電阻可以通過計(jì)算天線的電導(dǎo)和電感的乘積得到，即Rr=G*L。其中，G為電導(dǎo)，L為電感。天線的輻射電阻與天線的形狀、尺寸、材料等因素有關(guān)，同時(shí)也會(huì)受到周圍環(huán)境的影響。030201天線的輻射電阻天線的基本類型03由兩根長度為四分之一波長的導(dǎo)體構(gòu)成，通常作為接收天線使用?？偨Y(jié)詞半波偶極天線是最簡單的天線類型之一，由兩根長度相等的導(dǎo)體棒構(gòu)成，每根導(dǎo)體棒的長度為四分之一波長。這種天線通常作為接收天線使用，因?yàn)樗軌蛴行У亟邮招盘?hào)并將其轉(zhuǎn)換為電流。詳細(xì)描述半波偶極天線總結(jié)詞長而細(xì)的導(dǎo)體鞭，一端連接至信號(hào)源，另一端接地。詳細(xì)描述鞭狀天線是一種長而細(xì)的導(dǎo)體鞭，通常一端連接至信號(hào)源，另一端接地。這種天線的設(shè)計(jì)使得它能夠有效地接收和傳輸信號(hào)，尤其適用于長距離通信和廣播。鞭狀天線由一圈或更多圈的導(dǎo)體構(gòu)成，通常用于接收和發(fā)射圓極化波。總結(jié)詞螺旋天線是一種由一圈或更多圈的導(dǎo)體構(gòu)成的復(fù)雜天線。這種天線的特點(diǎn)是其螺旋形狀，這使得它能夠接收和發(fā)射圓極化波。在某些應(yīng)用中，例如衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信中，圓極化波是必不可少的，因此螺旋天線在這些領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。詳細(xì)描述螺旋天線天線的饋電方式040102直接饋電直接饋電方式簡單明了，信號(hào)直接從饋線傳輸?shù)教炀€，能量轉(zhuǎn)換效率較高。這種饋電方式常用于短波通信、電視廣播等領(lǐng)域。直接饋電是指天線與饋線直接連接，沒有其他中間轉(zhuǎn)換裝置。傳輸線饋電傳輸線饋電是指通過特制的傳輸線將信號(hào)傳輸?shù)教炀€。傳輸線饋電可以提供較長的傳輸距離和較好的信號(hào)質(zhì)量，適用于長距離通信系統(tǒng)。常見的傳輸線有同軸線、平行雙線等。電磁耦合饋電是指通過磁場或電場的耦合作用將信號(hào)傳輸?shù)教炀€。電磁耦合饋電具有較高的靈活性和適應(yīng)性，可以用于各種不同的天線結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場景。常見的電磁耦合器有電容耦合器和電感耦合器等。電磁耦合饋電天線的陣列05

天線陣的輻射場輻射場定義天線陣的輻射場是指在天線陣周圍空間中，由天線陣產(chǎn)生的電磁場分布。輻射場特性天線陣的輻射場具有方向性、極化方式和場強(qiáng)分布等特性，這些特性與天線陣的排列方式、天線單元類型和激勵(lì)幅度等因素有關(guān)。輻射場分析方法分析天線陣的輻射場通常采用電磁場理論，如麥克斯韋方程組、波動(dòng)方程等，通過求解這些方程可以得到天線陣的輻射場分布。均勻直線陣是指天線單元等間距排列在一條直線上的天線陣列。定義均勻直線陣的輻射場在垂直于陣列方向上呈對(duì)稱分布，主瓣寬度與天線單元間距成反比，而副瓣電平與天線單元間距成正比。輻射場分布通過調(diào)整天線單元的相位，可以改變波束指向，實(shí)現(xiàn)波束掃描。波束指向均勻直線陣均勻平面陣是指天線單元等間距排列在一個(gè)平面上的天線陣列。定義均勻平面陣的輻射場在垂直于陣列平面上呈對(duì)稱分布，主瓣寬度與天線單元間距成反比，而副瓣電平與天線單元間距成正比。輻射場分布通過調(diào)整天線單元的幅度和相位，可以形成多個(gè)波束，實(shí)現(xiàn)波束掃描和多目標(biāo)跟蹤。波束形成均勻平面陣天線的測量與調(diào)試06評(píng)估天線性能，確保天線滿足設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用需求。測量目的包括天線參數(shù)如方向圖、增益、效率、阻抗等。測量內(nèi)容包括遠(yuǎn)場測量、近場測量和統(tǒng)計(jì)方法等。測量方法天線測量的一般概念獲取天線輻射特性的空間分布，包括主瓣寬度、副瓣電平、前后比等。測量目的采用微波暗室或現(xiàn)場測試方法，利用接收天線和測量設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。測量方法設(shè)置天線和接收系統(tǒng)、調(diào)整天線角度、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并繪制方向圖。測量步驟天線