——第4章 天线基本理论.

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1 ——第4章 天线基本理论

2 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

3 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。

4 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

5 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

6 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

7 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

8 4.2 电基本振子和对称振子 天线的辐射原理

9 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。

10 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

11 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

12 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) P

13 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)

14 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。

15 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

16 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。

17 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

18 作 业 P P P P 交作业日期：5月31日