——第4章 天线基本理论
4.0 概述 天线的基本概念 电基本振子和对称振子 天线的电参数 天线阵简介
4.1 天线的基本概念 天线的定义 天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波， 变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波， 或者进行相反的变换。
天线是有效地进行能量转换和定向辐射或接收的极化器件 4.1 天线的基本概念 天线的定义 能量转换器件 方向性器件 极化器件 馈线的负载 开放系统 具有一定的频带宽度 天线是有效地进行能量转换和定向辐射或接收的极化器件
4.1 天线的基本概念 天线的分类 按工作性质 发射天线和接收天线 按工作频段 长波、中波、短波、超短波、微波、毫米波天线等 按结构形式 线天线 面天线
4.2 电基本振子和对称振子 场区的分布 感应近场区 感应场占支配地位，紧靠天线周围的区域 辐射近场区(菲涅尔区) 介乎于近场和远场之间的区域 辐射远场区 横向分量是全部辐射功率，纵向分量近似为0 方向图与距离无关，局部可看作平面场
4.2 电基本振子和对称振子 电基本振子的远区场 分布规律 电场只有Eθ分量和Hφ分量，且相互垂直 电场磁场正比于 ，等相位面为一个球面 电场磁场正比于 ，等相位面为一个球面 电场磁场正比于sinθ。相同距离的不同点场强不同 电场磁场与电流成正比
4.2 电基本振子和对称振子 天线的辐射原理
4.2 电基本振子和对称振子 对称振子 定义：由中心馈电，并置于自由空间的直导线构成。
4.3 天线的电参数 天线的方向性及方向性参数 方向性 相同距离条件下，哪个位置信号更强 辐射相对值与空间方向的关系 方向图：辐射电场与θ和φ的关系，E=f(θ,φ) 水平平面方向图：仰角和距离固定，E随φ变化曲线 铅垂平面方向图： φ和距离固定， E随θ变化曲线
4.3 天线的电参数 天线的方向性及方向性参数 归一化方向图和方向图参数 归一化方向图：令最大辐射方向等于1
4.3 天线的电参数 天线的方向性及方向性参数 归一化方向图和方向图参数 方向图参数 半功率波束宽度(HPBW) 零功率波束宽度(FNBW) 副瓣电平(sll) 背瓣电平(前后比,Bll) P275 4-11
4.3 天线的电参数 天线的方向性及方向性参数 方向系数 天线在最大辐射方向上的辐射功率密度Smax(或 Emax的平方)与相同辐射功率的理想无方向性天线在同 一距离处的辐射功率密度S0 (或E0的平方)之比，记为D。 无方向性天线 D=1 电基本振子 D=1.5 半波振子 D=1.64 D越大，方向性越强 D(dB)=10lg(D)
4.3 天线的电参数 天线效率与增益系数 天线效率 辐射功率与输入功率之比。 增益系数 天线辐射能量的集中程度 综合衡量天线能量转换和方向特性 相同输入功率条件下，天线在最大辐射方向上的辐射 功率密度S1(或E1的平方)与相同辐射功率的理想无方向性 天线在同一距离处的辐射功率密度S0 (或E0的平方)之比， 记为D。
4.3 天线的电参数 天线的极化特性 天线的工作频带宽度(带宽) 在最大辐射方向上电场矢量的方向随时间变化的规 律。 极化方式 线极化 圆极化 椭圆极化 接收天线的极化方式和方向要与来波一致，避免产生 极化损耗 天线的工作频带宽度(带宽) 相对带宽：(fmax-fmin)/f0×100% 倍频带宽： fmax/fmin
4.3 天线的电参数 天线的输入阻抗 天线馈电点所呈现的阻抗值 一般情况下随频率变化，窄带天线对频率较敏感 可推导出反射系数、回波损耗、电压驻波比 一般需要使天线与馈线良好匹配, 也就是要使天线的 输入阻抗等于传输线的特性阻抗。
4.4 天线阵简介 多个天线按某种方式排列而成的天线系统。 方向图乘积原理
作 业 P275 4-10 P275 4-13 P275 4-16 P275 4-21 交作业日期：5月31日