微波技术与天线第六章-天线课件.ppt

1、2022-11-1012022-11-1022022-11-1032022-11-1042022-11-105振荡能量振荡能量辐射能量辐射能量高频电流高频电流（导波）（导波）辐射的电辐射的电磁波磁波2022-11-1062022-11-1072022-11-1082022-11-1092022-11-10102022-11-1011电磁场对偶原理电磁场对偶原理惠更斯惠更斯-菲涅尔原理菲涅尔原理2022-11-1012电基本振子电基本振子电基本振子是一段长度电基本振子是一段长度l远小于波长（远小于波长（）,电流电流I振幅均匀分布、振幅均匀分布、相位相同的直线电流元。相位相同的直线电流元。2022

2、-11-1013电基本振子的场电基本振子的场设元电辐射体上电流为设元电辐射体上电流为Iejt，则，则P点的场强：点的场强：0)1(sin4)1(cos24)1(sin40322322 EerjrkrkjIlEerjrkIlEerrkjIlHHHjkrjkrrjkrr2022-11-1014sin4sin4cos4223030rIdlHrPErPEIdljPrkrj0rrkrj02jkr0esinr4kIljEH0HH0E0Eesinr4Ilkje)(sinr2IljE 近区场近区场远区场远区场2022-11-10152022-11-10162022-11-1017222)(40lIdsSPss

3、222)(802lIPR2022-11-1018 sin),(F2022-11-1019磁基本振子是一个半径为磁基本振子是一个半径为b b的细线小环的细线小环,且小环的周长且小环的周长满足条件：满足条件：2b。假设其上有电流假设其上有电流i(t)=Icost。由电磁场理论，其磁偶极矩矢量为：由电磁场理论，其磁偶极矩矢量为：mz2zmpebIeP2022-11-1020电基本振子的辐射场电基本振子的辐射场磁基本振子的辐射场磁基本振子的辐射场)/(jIlPHE220bIaPEHzm2022-11-1021jkr322mjkr32mrjkr2m0re)r1jrkrkj(sin2pjHe)r1jrk(

4、cos2pjHe)r1rjksin(4pjE0HEEjkrm0jkrm0esinr2p1Hesinr2pE2022-11-10222022-11-10232022-11-1024),(),(),(maxmaxEEf2022-11-10252022-11-10262022-11-1027sinE例例6.12022-11-1028例例6.12022-11-1029215.02022022-11-10302022-11-1031 2002202max0smaxsddsin),(F4EEPPD2022-11-1032DdBiD10log10)(15.2log10)(10DdBdD2022-11-103

5、3sin),(FdBddFD76.15.1sin),(42002 例例6.12022-11-1034LinAPPPPP发生器发生器0P02P02)1(PPinP 当天线与传输线完全匹配时：当天线与传输线完全匹配时：=0，Pin=P0。损耗功率损耗功率铜耗铜耗介质损耗介质损耗加在元件的损耗加在元件的损耗接地损耗接地损耗2022-11-1035RR11RRRLLA设有一电阻设有一电阻R,当通过它的电流等于天线上的最大电当通过它的电流等于天线上的最大电流时流时,其损耗的功率就等于其辐射功率。其损耗的功率就等于其辐射功率。辐射电阻的高低是衡量天线辐射能力的一个重要指标：辐射电阻的高低是衡量天线辐射能力

6、的一个重要指标：辐射电阻越大，天线的辐射能力越强。辐射电阻越大，天线的辐射能力越强。u中长波和电尺寸很小的天线中：中长波和电尺寸很小的天线中：R小，小，RL大，大，A小，小，仅百分之几；仅百分之几；u超短波、微波，电尺寸可以做的很大，超短波、微波，电尺寸可以做的很大，A。2022-11-1036ADG1,1,1GDArPrGPEii6060max2022-11-10372022-11-10382022-11-10392022-11-1040频带宽度频带宽度天线的电参数都与频率有关天线的电参数都与频率有关,也就是说也就是说,上述电参数都上述电参数都是针对某一工作频率设计的。是针对某一工作频率设计

7、的。当工作频率偏离设计频率时，当工作频率偏离设计频率时，往往要引起天线各个参往往要引起天线各个参数的变化（例如主瓣宽度增大、旁瓣电平增高、增益数的变化（例如主瓣宽度增大、旁瓣电平增高、增益系数降低、输入阻抗和极化特性变坏等）。系数降低、输入阻抗和极化特性变坏等）。实际上，天线也并非工作在点频、而是有一定的频率实际上，天线也并非工作在点频、而是有一定的频率范围。当工作频率变化时，范围。当工作频率变化时，天线的有关电参数不超出天线的有关电参数不超出规定范围的频率范围称为频带宽度，简称为天线的带规定范围的频率范围称为频带宽度，简称为天线的带宽。宽。2022-11-1041RR-11ZjXRIUZin

8、0ininininin2022-11-1042有效长度有效长度在保持实际天线最大辐射方向上的场强值不变的条件在保持实际天线最大辐射方向上的场强值不变的条件下下,假设天线上电流分布为均匀分布时天线的等效长度。假设天线上电流分布为均匀分布时天线的等效长度。它是把天线在最大辐射方向上的场强和电流联系起来它是把天线在最大辐射方向上的场强和电流联系起来的一个参数。通常将归于输入电流的一个参数。通常将归于输入电流I I0 0的有效长度记为的有效长度记为h heinein，把归于波腹电流，把归于波腹电流I Im m的有效长度记为的有效长度记为h hemem。有效长度愈长有效长度愈长,表明天线的辐射能力愈强。表明天线的辐射能力愈强。