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正交振子天线的简单小结
williammilo 2010-3-3 19:26
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/正交振子天线的简单小结/ 1.正交振子天线是由 两个形式相同且相互正交的对称振子构成的天线 ,其对称振子上的激励电流大小相等。正交振子天线在振子所在平面的辐射场为线极化;在该平面法线方向为圆极化;在其他方向为椭圆极化,极化椭圆的轴比随方向不同而变化。由半波振子构成的正交振子天线在振子所在平面的方向图近似圆形。若将对称振子水平放置,则水平面的方向图近似为一圆,正好满足一般电视、广播的需要,因而得到广泛应用。电视、广播天线要求在垂直面的方向图尖锐一些,为此可将几副这样的正交振子天线沿垂直方向以0.5~1倍工作波长的间距叠架成正交振子天线阵。 2.电视发射天线要求有良好的宽频带特性,即应该保证在整个通频带内有良好的匹配,否则会因电波的反射而在电视机上出现重影。为了获得宽频带特性,应该设法增大对称振子的横截面积。蝙蝠翼形振子能够较好地满足这种要求。为了减小承风面积和重量,振子面做成栅条形。 3.正交蝙蝠翼形振子天线的主要优点是 :①通频带宽度可达20%~25%;②驻波系数小于1.1;③不需用介质绝缘子,振子与天线杆的固定很牢靠;④有较大的功率容量;⑤轴向辐射小 。
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不对称天线的简单小结
williammilo 2010-2-28 20:57
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/不对称天线的简单小结/ 1.不对称天线从馈电点将天线分为两半, 如果这两半的几何结构形式或尺寸不完全相同,则该天线称为不对称天线 。例如单根长导线天线,倒V形天线,盘锥天线等皆是。其中典型的不对称天线为 不对称偶极天线和单极天线 。 2.一般说来, 谐振式不对称天线的臂长不超过一个波长,因此,用矩量法等近似计算方法来计算其电流分布、阻抗和方向性是可行的 。 在工程上还可应用一些更为简便的方法,例如不对称偶极天线可应用与其两臂分别相等的两对称偶极天线的输入阻抗的平均值来估算它的输入阻抗 。 3.不对称偶极天线是 飞机上某些天线(如尾端帽形天线、翼端帽形天线和拖曳天线)的原型 。若偶极天线的一臂长度为零并将馈电点直接接地,另一臂垂直于地面架设则构成单极天线。如果地是无限大理想导电平面,则在分析单极天线的电参量时可采用镜像法求得电参量。 4.为了减小非理想导电地面的影响,可在天线底部铺设或埋设地网,以达到改善地的电导率的目的。地网由15~120根辐射状导线构成,埋设时不应太深。在短波和超短波波段,单极天线可由金属棒或管构成,一般截成数节,节间可采用 螺接、卡接或拉伸等办法联接 ,此时又称为鞭形天线。由于超短波的波长较短,单极天线可得到较高的辐射效率, 地面可用几根辐射状的棒或直接由金属面构成。由单极天线演变可得各种型式的不对称天线 。
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对称天线的简单小结
williammilo 2010-2-28 20:42
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/对称天线的简单小结/ 1.对称天线是指 若在馈电点将天线分为两半,而这两半的几何结构形式和尺寸完全相同,则称为对称天线 ,如菱形天线、鱼骨形天线等。反之,则称为不对称天线。 2. 由于对称天线的对称性,当采用平衡馈电时,两半对应线段上的电流也应是对称分布的,在对称平面中的方向图同样具有对称性 。实际使用的对称天线,由于杂散电容的影响,例如对地分布电容的影响,也可能使两半失去平衡,从而引起方向图的不对称。对称天线和不平衡馈线(如同轴线)连接时,须采用平衡-不平衡变换器以保证天线两半的平衡,常见的变换器有四分之一波长扼流套、U形管和传输线阻抗变换器等。 3.对称天线还有一狭义的理解,即将中心馈电的偶极天线称为对称天线,也称为偶极天线。 常常采用加粗天线线径的方法来降低它的特性阻抗,以展宽工作频带 。为了减轻重量和节省材料,在中、短波波段可用若干根导线构成笼形或栅形的臂以加粗天线的等效直径。 4.偶极天线输入电阻的近似公式为了提高半波偶极天线的输入阻抗,常采用折合振子,折合振子可看成是间距远小于波长的相耦合的两个相互平行的半波振子。两振子直径相等时,折合振子的输入电阻较半波振子可提高4倍,约为300欧。 5.偶极天线是 短波和超短波波段中使用最为广泛 的天线。 在超短波波段,偶极天线可独立使用,也可作为强方向性天线阵的阵元。在微波波段,一般用作馈源 。
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菱形天线的简单小结
williammilo 2010-2-28 19:51
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/菱形天线/ 1.菱形天线用 四根大于波长的长导线连接成菱形的天线 。它水平或倾斜悬挂在四根支柱上, 在菱形的一个锐角馈电,在另一锐角连接等于天线特性阻抗的吸收电阻 。 2.架于地面上的水平菱形天线受到地面反射所引起的干涉作用,垂直面波束分裂为多个波束, 其方向图形状决定于与架设高度和工作波长有关的高度因子,其波瓣方向与地面成一定的仰角 。它是 一种强方向性行波天线 ,可以看成是由两个V形导线在开口端相连而成,其工作原理与V形行波天线类似。载有行波电流的四个臂长相等,它们的辐射方向图完全相同。 3. 当高度因子中的第一个最大值的仰角与菱形天线本身主瓣的仰角相等时,可得到最佳的性能 。菱形天线在吸收电阻上有较大的功率损耗,效率一般仅为50%~60%,但方向性较强,所以增益系数仍较高,常用的单菱形天线的增益系数可达100左右(合20分贝);采用双菱形天线(两个菱形天线上下或左右排列,同相馈电,共用一个吸收电阻)可降低天线的副瓣电平和提高天线的增益系数1.5~2倍。在实用中,菱形各边通常用2~3根导线在钝角处分开一定距离以减小沿线特性阻抗的变化。 4.天线的特性阻抗约为700~800欧,输入阻抗在很宽的波段内无大的变化;但天线的方向图则随频率的变化而改变。按一定方向图要求构成的天线,工作波段覆盖系数约为2~2.5倍。 菱形天线用作接收天线或小功率发射天线时,吸收电阻可用无感的线绕电阻;用作大功率发射天线时,则要用有损耗的传输线,其特性阻抗等于天线的特性阻抗 。 5.提高菱形天线效率的办法之一是 采用回授式菱形天线 ,它没有吸收电阻,而用回授线使通过菱形导线辐射后剩余的能量返回到输入端,这样就可以减小功率的损耗,但回授线的长度与工作频率有关,调节困难,工作频带较窄。另一办法是采用 指数菱形天线 ,它是把菱形各边用四根导线按指数变化张开,在终端锐角处短接在一起, 天线的特性阻抗随导线的张开而逐渐减小,天线上的电流迅速衰减,在终端处的反射已很小 ,不需要再接吸收电阻,因而天线的效率大大提高。这种天线在终端处仍有一定的反射,故天线的输入阻抗和方向性比普通的菱形天线稍差。 6.菱形天线结构简单,造价低,是30年代末以来 短波远距离通信中用得最广泛的一种天线 ,在甚高频和超高频波段也可应用。它的主要缺点是 副瓣电平高,占地面积大,天线场地不易选择 。
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同相水平天线的简单小结
williammilo 2010-2-28 19:27
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/同相水平天线/ 1.同相水平天线是 由同相馈电的水平对称振子组成的边射式平面天线阵 ,为了保证单向的辐射和接收,在阵面的一侧设置反射面。 这种天线可用于短波干线通信或广播和米波警戒雷达等 。 2.影响工作频带的 主要因素是频率变化时不再使天线各振子电流同相 。列分配馈线为对称连接,能保证同相馈电。改层分配馈线为对称连接,即从上到下每列的每两层用双线不交叉连接成为一组,再用双线对称连接两组,最终与列分配馈线对称连接,就可使工作频带略为增宽。 如单振子采用低特性阻抗结构,馈线系统采用特殊设计,可缓和输入阻抗对频率的变化,使频带进一步加宽 。
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环形天线小结
williammilo 2010-2-27 21:23
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/环形天线/ 1.环形天线是将导线弯成环形所构成的天线。 环形天线的终端负载阻抗可以为零,也可以等于环的特性阻抗,其上的电流分布和平行传输线类似 。终端短接的环的周长不大于0.2倍工作波长时,称为小环天线,环上的电流近似按等幅同相分布。 2. 短接环的半径较大时,环上电流为驻波分布。当端接负载的阻抗等于环的特性阻抗时,环上的电流为行波分布 。依据电磁辐射的二重性原理,小环天线和垂直于环面放置的小电偶极天线的辐射场除将电和磁的量互换外都是类似的,即在环面的平面上方向图是圆,环轴所在平面上方向图是8字形,沿环轴方向的辐射为零。环可以是空心的或磁芯的;单匝的或多匝的。 3.理论和实验证明, 辐射场与环的面积、匝数和环上的电流成正比,与工作波长的平方和距离成反比 ;与环的形状关系不大。 小环天线的辐射效率很低,通常用作接收天线,广泛应用于测向、无线电罗盘和中、短波广播接收机 。 4. 环直径增大时,电流按驻波分布,最常用的是周长为一个工作波长的环,环的形状除圆形外有矩形、菱形和三角形等 。在一边中点馈电的方环,垂直于环面的方向上辐射最强,在此方向上场的极化平行于含馈电点的环边,在沿含馈电点环边轴线方向辐射为零,谐振时输入阻抗约为100欧,增益约为3.09分贝。其他形状的环形天线与此类似。 这种环常用以组成超短波天线阵,如构成双环或四环形电视天线和环形八木天线等。载行波的加载环的方向图为心脏形,在由负载指向馈电点方向上接收最强,输入阻抗等于环的特性阻抗(一般设计为300欧),可用作电视接收天线 。
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电小天线小结
williammilo 2010-2-27 20:37
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/电小天线/ 1.这里所谓“小”,不同于一般形象,例如,高达数百米、覆盖上百公顷的长波天线仍属电小天线,而体积微小的微波和毫米波天线却不是电小天线。电小天线一般只存在于长、中、短波和超短波波段中。 2.电小天线为 短振子、小环天线或它们的组合 。 小环天线和短振子天线性能是相似的 。短振子天线的方向图在子午面上为8字形,在赤道面上为圆形,无方向性。适当的组合可使所有方向的辐射几乎相等,即所谓全向辐射。同样,经过适当组合可以在部分区域中得到椭圆极化、圆极化或线极化,并且还可使极化按一定规律变化,以适应使用中的要求。 3.单振子的电小天线的效率带宽积一般低于0.05,因而要得到较宽频带就不能不降低辐射效率, 补救的办法是采用多振子结构,可使效率带宽积成倍地增大,不过横向尺寸也会加大,但仍属电小天线的范围。电小天线的功率容量有时也是重要的指标。如果容量不够,天线上的高电压可以使绝缘破坏,这点对大功率天线特别重要 。
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天线综合简单小结
williammilo 2010-2-27 18:50
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线综合/ 1.天线综合是 根据给定方向特性设计天线的技术 。任一天线均可看作由许多单元间隔排列或连续排列所构成的阵列, 前者称为离散阵,后者称为连续阵 。在不考虑天线以外物体影响时,天线阵的激励情况决定天线的方向特性。已知天线阵的激励情况求出它的方向特性,称为天线分析。反之,则称为天线综合。 天线阵的激励情况是指阵中各单元排列的位置、激励的幅度和相位分布 。 2. 天线综合技术基本上是寻求实现综合的数学手段 。并不是所有的分析变换都能轻易地反演而得出综合的数学变换,所以天线综合的问题除了由分析变换反演外,往往需要独立地另行解决。 3.天线综合的依据之一是天线方向特性的要求。方向特性的要求有时限于一个指标,有时限于两个或更多个指标,有时甚至对天线的方向特性所有指标均有要求。因此, 天线综合方法将因内容要求不同而异。另一依据是给出的限定条件,例如离散的或连续的,一维、二维或三维阵列,间隔均匀或不均匀,复振幅分布均匀或不均匀等,也决定着天线综合所采用的数学方法 。
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天线基本辐射单元简单小结
williammilo 2010-2-25 20:04
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线基本辐射单元/ 1.基本辐射单元构成天线基本结构的单元, 它能有效地辐射或接收无线电波 。基本辐射单元可分为 赫兹电振子、赫兹磁振子和惠更斯元辐射器 。 2.赫兹电振子是 有确定方向的无限小的时谐线电流元 。由电流与电荷建立的连续性方程, 要求电流元相对的两端具有大小相等、极性相反的电荷,且随时间作简谐变化 。当电流元的长度趋近于零时,其电流趋近于无限大,而电流与长度的乘积仍为有限值。 3. 有确定方向的无限小的时谐线磁流元,是假想的基本辐射单元 。由磁流和磁荷建立的连续性方程, 要求磁流元两端的磁荷大小相等,极性相反,而且随时间作简谐变化。当磁流元的长度趋近于零时,磁流应趋近于无限大,而磁流与长度的乘积仍为有限值 。 4.惠更斯元辐射器实际上是 电磁波传播波前上的无限小的辐射单元 。这一单元上的磁场可以用等效电流代替,而电场可以用等效磁流代替,其计算的辐射图形为心脏形。 惠更斯元辐射器可直观地看作是两个基本振子的辐射之和,其方向性与电基本振子或磁基本振子的方向性是不相同的 。 5.典型辐射器是由 基本辐射单元构成,主要有线振子天线、缝隙天线和□叭天线等形式 。 ①线振子天线 :有限长的线振子可看作是由许多个赫兹电振子串接而成。沿振子的全长对式(1)作积分,就可求得远区辐射场。 最常用的有半波振子等 。 ②缝隙天线 :在一个无限大、无限薄的理想导电平面上开一个无限小的缝隙,并用接在缝隙边缘的电压激励,就构成了缝隙基本单元。它与赫兹磁振子等效,是实现赫兹磁振子的可行方案。许多个缝隙基本单元联接在一起就可构成缝隙天线。缝隙可以开在波导壁上,也可开在平板上或圆筒上。 ③□叭天线 :由波导末端扩展而成,可以将其口面场分布看成无数的惠更斯元辐射器的总和,沿其口径面对惠更斯元辐射器作积分就可求得它的远区场。
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天线特性参量中天线环境的简单小结
williammilo 2010-2-25 08:15
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线特性参量中天线环境/ 1.天线环境在无线电电子设备中,天线是暴露在系统外面的一个部件,因而环境对天线性能的影响有重要的意义。 在天线的设计、试验和使用的各个阶段,都必须充分注意环境条件的影响 。 2.一般说,天线的环境条件包括: ①气候条件 ,例如风沙、雨雪、温度、湿度、盐雾和日照等; ②机械应力条件 ,例如振动、冲击、离心力、自重和加速度等; ③生物条件 ,例如霉菌、昆虫等; ④电磁条件 ,例如有意设置的电磁干扰和一些自然的杂乱电磁干扰; ⑤辐射条件 ,例如核辐射和宇宙射线等; ⑥位置环境条件 ,例如工作在太空时的极低压力,空间电离层和等离子体对天线辐射的影响,工作在地面和地下时地物的影响等。 3.针对不同的环境条件,可采取不同的措施。 例如用天线罩来防风沙雨雪,用自适应天线来抑制特定方向的干扰,用共形天线使天线与其支撑结构成为一个整体,以减小振动和冲击等 。
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天线特性参量中天线误差的简单小结
williammilo 2010-2-25 07:58
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线特性参量中天线误差/ 1.天线误差是使 天线性能变差的各种天线变形 。 天线的方向图、增益等参数是由天线上的电流分布的振幅与相位决定的 。 2.一般由设计人员根据使用要求,求得天线上 所需要的电流分布(包括振幅和相位在空间的分布),以及选择实现这种分布的方法 。例如,若要求高增益,则同样口面尺寸就应选择同相等幅的电流分布,对于阵列天线可以选用间距为半波长、单元为半波振子的同相等幅馈电的同相水平阵列来实现等幅同相的电流分布。但制造和安装都不可能丝毫无误,因而必须规定公差,也就是成品与要求的差别在公差范围以内就认为合格。环境影响也会引入误差,这种误差会引起天线口面上的相位畸变,使天线的性能变坏。 各指标参量(增益、方向图、极化等)变坏的程度与天线各种误差的性质和大小有关 。一般说来,误差越大性能越差。但规定的公差越严,造价就越高,因而在规定各种公差时,同时考虑由于引入误差对性能的影响和所规定的公差对造价的影响。用常规方法常常无法解决这种矛盾,因而必须采用新的加工工艺或设计出其他能满足要求性能的新型天线。 3.天线的误差有两大类。 一为系统误差,一为随机误差 。系统误差一般表现为口面上的一次相差、二次相差和高次相差和它们的组合。而随机误差则是随机分布的许多小范围的相位畸变。在一个天线上这两种误差一般都同时存在。 天线越大、波长越短,则误差的影响也就越大。系统误差是属于系统本身的具有一定规律的误差,其效应可以计算出来,有些还可以通过测量发现 。
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天线特性参量中天线参量测量的简单小结
williammilo 2010-2-25 07:42
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线特性参量中天线参量测量/ 1.天线参量是描述 天线特征的量,可用实验的方法测定 。天线参量的测量(简称为天线测量)是 设计天线和调整天线的重要手段 。因为天线的特征是多方面的,所以一个天线有很多个参量。在这些参量中,大多数情况下要着重测量的是方向图、输入阻抗和增益。 2.天线输入阻抗是 从天线的输入端向天线看去的阻抗 ,从原则上说,所有测量阻抗的方法都可以用来测量天线的输入阻抗。但实际上, 常用的方法是电桥法和测量线法。前者常用于短波以下,后者常用于超短波以上的天线 。用测量线法测阻抗时,根据测得的数据计算待测阻抗值是一件费时的工作,尤其由于天线的输入阻抗是随工作频率而变化的,所以当需要在众多的频率点上测量天线的输入阻抗时,工作量将大为增加。 但若用圆图来计算待测阻抗或用自动扫频阻抗测量仪,则可大大减少测量天线输入阻抗的工作量 。 3.天线增益系数的测量 常用绝对法和比较法 。对于射电天文、雷达设备等应用的大口径天线,测量时很难满足所需的最小距离。还由于地球表面曲率的影响,为使电磁波不为球形地球表面所遮挡,收发天线的高度也将达到不现实的程度。对这样的大天线,其参量的测量通常有两种方法, 即利用射电星的测量技术和近场测量技术 。 4.射电星测量技术就是 利用辐射稳定的射电星作为发射源,被测天线用于接收 。这样就可保证收发间距离远大于最小测试距离。近场测量技术是在天线附近(距天线表面仅几个焦距的距离范围内)测量远区的天线参量。 近场测量技术包括缩距法、聚焦法和外推解析法 。 5.①缩距法:利用特定的信号发射天线,使收发天线之间的距离减少后,仍能保证发射天线在接收天线口径处产生如同远距离时一样的平面波。一般的发射天线在其附近产生的是球面波。为把球面波校正为平面波, 可用附加的透镜或抛物面反射器等 。 ②聚焦法:调整被测天线,使如抛物面反射器天线、透镜天线、相控阵天线等有聚焦特性的天线,原来对无穷远处的聚焦改变为聚焦于近场区(几个焦距或几十个波长的距离内),然后在焦区测取其方向图。使天线聚焦于近场区的方法是:对抛物面反射器天线可把馈源从焦点沿轴外移一小段距离;对透镜天线可把馈源安装在一个焦距到两个焦距的范围内;对相控阵天线则可通过适当调整其移相器而达到。 ③外推解析法:先测得天线口径上的场分布或天线导体表面上的电流分布,然后用解析的方法算出远区场分布,即天线的远区方向图。 6.在普通实验室内进行天线参量的测量时,周围环境使电磁波产生反射、散射和绕射等现象,这些反射、散射和绕射场对测量场的“干扰”导致测量精度的下降,这对方向图的零值深度和副瓣等微弱场的测量,影响尤为严重。建立微波暗室可以解决这个问题。微波暗室就是周围安装微波吸收材料的实验室。暗室不但用于天线测量,还可用于目标散射场和绕射场等弱场强的测量。使用暗室除能减弱干扰场因而提高测量精度外,还能保证有一个保密的、全天候的测量环境。起初,暗室采用平板型吸收材料,这种材料的吸收频带较窄。 现代宽带微波暗室大多使用锥形或楔形吸收材料 。一个设计良好的微波暗室,在测量区内的干扰场可以做到-40分贝以下。
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天线特性参量中天线阻抗的简单小结
williammilo 2010-2-25 07:23
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线特性参量中天线阻抗/ 1.天线和馈线的连接处称为 天线的输入端或馈电点 。对于线天线来说,天线输入端的电压与电流的比值称为天线的输入阻抗。对于口面型天线, 则常用馈线上电压驻波比来表示天线的阻抗特性 。 2. 电尺寸远小于工作波长的天线 ,其输入电抗很大,例如短偶极天线具有很大的容抗;电小环天线具有很大的感抗。在实际应用中,为了便于匹配,一般希望对称振子的输入电抗为零,这时的振子长度称为谐振长度。谐振半波振子的长度比自由空间中的半个波长略短一些,工程上一般估计缩短5%。谐振半波振子的输入阻抗约为70欧。 3.口面型天线的阻抗特性用馈线上某点的电压驻波比或反射系数来表示。当反射系数为零、驻波系数为1时,称作匹配。 天线的输入阻抗与天线的几何形状、尺寸、馈电点位置、工作波长和周围环境等因素 有关。线天线的直径较粗时,输入阻抗随频率的变化较平缓,天线的阻抗带宽较宽。 4.一个 彼此靠近的很多个单元天线组成的辐射系统称为天线阵 ,天线阵中各单元之间以一种复杂的方式相互作用,这种现象称为互耦, 其结果使各单元天线上的电流不仅与本身的激励有关,而且与相邻天线上的电流有关 。 5.研究天线阻抗的 主要目的是为实现天线和馈线间的匹配 。欲使发射天线与馈线相匹配,天线的输入阻抗应该等于馈线的特性阻抗。欲使接收天线与接收机相匹配,天线的输入阻抗应该等于负载阻抗的共轭复数。通常接收机具有实数的阻抗。当天线的阻抗为复数时,需要用匹配网络来除去天线的电抗部分并使它们的电阻部分相等。当天线与馈线匹配时,由发射机向天线或由天线向接收机传输的功率最大,这时在馈线上不会出现反射波,反射系数等于零,驻波系数等于1。天线与馈线匹配的好坏程度用天线输入端的反射系数或驻波比的大小来衡量。 6.对于发射天线来说,如果匹配不好,则天线的辐射功率就会减小,馈线上的损耗会增大,馈线的功率容量也会下降, 严重时还会出现发射机频率“牵引”现象,即振荡频率发生变化 。对口面型天线来说,为了达到匹配状态, 应当在所有产生反射的不连续点附近加上能够产生相反反射的匹配元件,使它们相互抵消。天线的频带由这些元件的组合频带决定 。
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天线特性参量中天线方向性的简单小结
williammilo 2010-2-24 22:27
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线特性参量中天线方向性/ 1.天线方向性是指 天线向各个方向辐射或接收电磁波相对强度的特性 。对发射天线来说,天线向某一方向辐射电磁波的强度是由天线上各点电流元产生于该方向的电磁场强度相干合成的结果。 如果把天线各个方向辐射电磁波的强度用从原点出发的矢量长短来表示,则将全部矢量终点连在一起所构成的封闭面称为天线的立体方向图,它表示天线向不同方向辐射的强弱 。任何通过原点的平面与立体方向图相截的轮廓线称为天线在该平面内的平面方向图,工程上一般采用主平面上的方向图来表示天线的方向性,而主平面一般是指包含最大辐射方向和电场矢量或磁场矢量的平面。 2.不同天线有不同的方向图。有些天线的方向图呈现许多花瓣形状(图2花瓣状天线方向图),一般由一个主瓣和若干个旁瓣(或称副瓣)组成。用电场或磁场强度来表示辐射强度的方向图称为场强方向图;用功率密度的大小来表示的称为功率方向图。在功率方向图的主瓣中,功率降到主瓣最大值一半的两点所张的夹角称为主瓣的半功率点宽度(简称主瓣宽度),用它可以表示天线集中辐射的程度。主瓣宽度越小,表示天线的辐射能量越集中在天线的最大辐射方向。方向图中的最大旁瓣(通常是邻近主瓣的第一旁瓣与主瓣最大值的比值称为旁瓣电平,通常用分贝(dB)来表示。
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天线中天线特性参量的简单小结
williammilo 2010-2-24 22:06
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线中天线特性参量/ 1. 天线最有用的特性参量除了方向图、方向性系数 、 输入阻抗(见天线阻抗)之外 , 还有有效长度、有效面积、极化、频带宽度、噪声温度等 。 2.极化特性是指天线在主辐射方向远距离点上所观察到的辐射平面波的极化特性。例如,在主辐射方向辐射线极化波的天线称为线极化天线;在主辐射方向辐射圆极化波的天线称为圆极化天线等。接收天线的极化特性与它用作发射天线时的极化特性相同。 为了获得最大传输功率,发射天线与接收天线的极化特性应该一致,如果发射天线和接收天线的极化特性不一致,传输效率就会降低,这称为极化失配 。 3.天线带宽是指 天线和馈线的主要参量都符合规定要求时,工作频率可以变动的范围,称为天线的通频带 。工程上常以通频带与中心频率的比值作为相对带宽。 天线带宽主要决定于天线型式和结构 。当频率变动时,天线、馈线之间的阻抗不匹配会引起馈线上驻波系数增大。若规定容许驻波系数变化极限,便可确定天线的带宽。对一般线天线,如规定驻波系数为1.5~2时,其相对带宽约为百分之几;对于粗天线,则可达百分之几十。
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天线的简单小结
williammilo 2010-2-24 21:51
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/天线/ 1.天线是无线电设备中 辐射或(和)接收电磁波 的部件。 无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥测、遥感、射电天文等工程系统 ,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。以无线电通信系统为例, 从发射机输出的高频功率经传输线导送到发射天线,发射天线将高频功率变换成空间的辐射波;在接收端,接收天线将入射的空间电磁波变换成高频导波,再经传输线导送到接收机。因此,天线可以说是导波和空间波的变换装置 。 2. 一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线 。在某些场合,同一天线还可兼作发射和接收天线,如脉冲雷达天线就是如此。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的, 这就是天线的互易定理 。虽然一般天线都具有可逆性,但在设计发射或接收天线时,却各具有其侧重点,例如, 发射天线要考虑功率容量问题,而接收天线则要考虑噪声温度问题等 。天线一般由导电良好的金属制成,但也有用低损耗介质和金属组合制成的。天线形状可以是各种各样的,最常用的是各种线状天线(简称线天线)和面状天线(简称面天线,又称口径天线),以及它们的组合或阵列。一副天线的尺寸可以长到占地几公里,高达几百米;也可以短到几毫米,这是就其实际尺寸而言的。但从电的观点来看,若天线的尺寸比工作波长小很多,则称之为电小天线,虽然天线的实际尺寸可能非常大。 3.为了适应各种不同用途的需要,人们设计和研制出各种类型的天线。对于这些天线,可以从不同的角度分类: ① 按工作性质可分为发射天线和接收天线 ; ② 按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等 ; ③ 按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等 ; ④ 按结构型式和工作原理可分为线天线和面天线等 。任何一种型式的天线并不专属于以上某一类,而是常常兼属几类。例如,半波振子天线和反射面天线既可用作发射天线,也可用作接收天线;既用于超短波波段,也可以用于微波波段;既可用于通信,也可用于雷达等。 4.变速电荷或变化电流都产生辐射,因而都称为辐射源。因此,要使天线辐射电磁波,就必须在天线上激发变化电流。激发变化电流的方式一般有二: 其一是将交变电压加到天线的输入端,在天线上产生交变的电流分布 ,例如振子天线和螺旋天线的情况; 其二是将电磁波入射到天线结构,在天线上产生感应电流分布 ,例如反射面天线的情况。 前者属于天线的强迫振荡问题,后者属于电磁波的散射、绕射问题 。 5.辐射源的 基本元素是交变的微分电流元 (简称电流元)。无论线天线或面天线都可认为是由这些微分电流元所组成。微分电流元在天线各点的幅度、相位和方向都可能不相同,但在每一微分电流元之内,这些量可以认为是相同的。空间某点的电磁场是天线上所有微分电流元在该点所产生的电磁场的矢量和或积分。 6.此外,还有面电流和体电流形式的辐射源。电流元(或天线)的方向图(或辐射图)给出场强幅度或其平方在远区以电流元(或天线)为中心的球面上的空间分布。 即使是微分电流元,其方向图也不是均匀的,而是具有方向性的 。 7. 任何实际天线都具有方向性,只有理想化的均匀辐射器没有方向性 ,它的方向图是以它为中心的球面。如将均匀辐射器每隔半个波长放置一个,并排列在几个或十几个波长的直线上,那么远区球面上某点离开这些辐射器的距离稍有不同,这对该点场强的幅度影响很小(因为远区场强的幅度与距离成反比,而距离远大于波长,从而在这个大距离上加或减几个波长作为场强的幅度之分母对幅度影响很小);但是,相位则大不相同,距离相差半个波长,相位就反相。因此,适当地排列这些辐射器, 可使远区场强在某些方向上得到加强而在另一些方向上减弱或相互抵消,这种现象称为干涉 。 8.天线的 特性参量除方向图、方向性系数和增益外,还有输入阻抗、辐射效率、极化和频带宽度 等。天线的输入阻抗是天线在馈电点的电压与电流的比值。知道天线的输入阻抗,就可以选择合适的馈线与之相匹配,以便输送给天线最大功率。天线的辐射功率与输入功率之比称为天线的辐射效率。由于天线本身的热损耗等因素,天线的辐射效率总是小于1。天线在最大辐射方向上远区某点所辐射的波的极化也是天线的一个特性参量。辐射线极化波的天线称为线极化天线,辐射圆极化波的天线称为圆极化天线。每一副天线都是根据某一中心频率设计的。若天线的工作频率偏离中心频率,天线特性参量的指标就会下降。 天线的频带宽度就是在规定了特性参量容许变动的幅度之后,工作频率可以变动的极限范围。频带宽度大的天线称为宽频带天线,反之则称为窄频带天线 。
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关于微波的简单归纳和类比
williammilo 2010-1-28 06:28
我的博客已经搬家到 xiongbox.com 欢迎访问熊伟博士的网站! 本文永久链接 http://xiongbox.com/关于微波的简单归纳和类比/ 1.当波长远小于物体(如飞机、船只、火箭、建筑物等)的尺寸时,微波的特点和几何光学的相似。利用这个特点,在微波波段能制成 高方向性 的系统(如抛物面反射器)。 2.当波长和物体(如实验室中的无线电设备)的尺寸有 相同量级 时,微波的特点又与声波相近,例如微波波导类似于声学中的传声筒;喇叭天线和缝隙天线类似于喇叭、箫和笛;谐振腔类似于共鸣箱等。 3.波长和物体尺寸在 同一量级 的特点,提供了一系列典型的 电磁场边值 问题
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天线接口
qiuxuezheren 2009-11-2 10:53
无线真的是越来越接近大家了!市场上常见无线产品的天线接口一般有两种,弄不清楚的朋友在更换天线时会非常麻烦,接下来我向您阐述这两种接口的区别,也为您更换天线提供一种设备。 我先给大家介绍一下这两种接口,一种叫做SMA,另一种叫做TNC。 出自原文: http://www.pcpop.com/doc/0/153/153389.shtml 无线AP、路由、网卡的天线和接口类型荟萃 原文地址:http://www.2hand.cn/article.asp?id=124 ZigBee On Windows Mobile--ZigBee模块天线设计 原文地址: http://www.winbile.net/bbs/forums/threads/1037941.aspx
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火花天线
gyccn 2009-6-16 22:52
只看到报道,具体信息还等待收集! 美国陆军实验室正致力于开发具备双重功能的新型电子炸弹(e-bomb),它既可以一举摧毁电子系统,使计算机系统陷于瘫痪,也可以像传统炸弹一样造成敌军的伤亡。《连线》日前报道说,其中火花天线(antenna made out of fire)的发明使新型电子炸弹的研发取得了突破性进展。 数十年来,可以摧毁电子通讯设备的电子炸弹一直是备受关注的热门话题,然而距离其实际应用仍是遥遥无期。相对于看似玄乎的电磁辐射,拥有巨大杀伤力的传统炸弹更受军官们的青睐。 如今,美国陆军实验室正在开发兼具两者优点的混合型弹药,它拥有一举摧毁电子系统及其操作人员的巨大威力。可以自动去磁化并释放电源脉冲的磁铁以及新型的火花天线是其出奇制胜的关键。 据专家介绍,传统的电子炸弹能够以微波的形式一次散发出几百万瓦的能量,一旦发射,所有电子设备和以电子设备为基础的武器都将遭到致命打击,计算机系统将陷于瘫痪,电子通讯设备则会出现短路,与外界的一切联系亦将因此而断绝。其优点在于不会造成无辜平民的伤亡。电子炸弹爆炸时,紧紧缠绕在一起的通电金属圈会被迅速压缩,从而驱动磁通量发电机。然而,迄今为止,这一信息时代的经典武器还未真正投入过实际应用。相比之下,新型电子炸弹的工作机制更为简单:只要受到足够强的冲击,某些特殊的磁铁便会自动去磁化并释放巨大的脉冲能量。美国陆军的航空导弹研究发展工程中心(Armys Aviation and Missile Research Development and Engineering Center,AMRDE)已成功地证明了这一原理,并进一步开发出了占地仅五分之一立方英寸的完全爆炸型镜高压纳秒脉冲生成系统(completely explosive ultracompact high-voltage nanosecond pulse-generating system)。 不过,工程方面的难题依然有待解决。可以内置于弹头的天线是新型电子炸弹的必要装备,电磁脉冲的特性决定了其尺寸不能过小。除了折叠式天线之外,美军在火花天线的研制上也取得了一定的进展。确切地说,这种天线是由爆炸时产生的电离等离子体气流组成的。 早在几个世纪以前,人们便已发现火焰可以导电。火焰扬声器(flame speakers)等多项发明也应当归功于这一特性。基于同样的原理,AMRDE的艾伦斯达茨(Allen Stults)用电离气体代替金属制成了一种新型天线。他改进了聚能装药弹头内的化学混合物,从而创造出了可以将电磁脉冲导向目标的等离子体天线(plasma antenna)。该天线体是一种名不见经传的发光管,看上去好似光剑的刀片,然而其杀伤力对于电子设备来说却是致命的。 这种多功能弹头技术适用于多种武器,其中包括陶式导弹(TOW missile)、70毫米的直升机火箭以及由多管火箭发射的炸弹。众所周知,缺乏稳定性是以往电子炸弹的致命缺陷,其效果取决于电子元件的类型和定位。相比之下,新型电子炸弹拥有两大优势:首先,由于体积较小,它们一般不会波及几百米的远处,以致造成友军伤亡;其次,它们和传统炸弹一样会产生爆炸和碎片,并具备穿透装甲的威力。这足以说服一直以来对电子武器持怀疑态度的指挥官们。 在日前举行的国防部博客圆桌会议上,美军新电子战司(Electronic Warfare Division)的上校劳利布克浩特(Laurie Buckhout)向人们证实了新型电子炸弹的存在,这种炸弹不过手榴弹大小,然而其用途极为广泛。不过颇具讽刺意味的是,一旦相关技术得到大规模应用,过度依赖于电子设备的美军本身很可能会沦为世界上最脆弱的军队之一。 (谭薇/编译 文章来源:第一财经日报)
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给物理学家们出道题
liuxiaod 2009-1-28 22:29
在下面这张图中有一个通电螺线管,用灰色圆环表示,从纸里通向纸外,螺线管中通交流电,所以在螺线管外有感应电场,用虚线圆环表示,在螺线管附近放置一个开放的电容做天线,假设信号波长远大于螺线管到天线的距离,天线接到一个负载上,那么请问天线上接受的信号有多强,也就是说接受到多少感应电动势? 如果我回答这个问题,我会沿着连接电容的导线计算感应电场的积分,得到感应电动势。但是有些学者不同意我这样做,他们认为应该沿闭合回路做积分,也就是沿虚线圆环计算感应电场的积分,得到感应电动势。这样,我的结果只有后者的大约十分之一。 请科学网上的物理学家和电子学家帮我们回答这个问题,到底应该如何计算天线上的感应电动势? 谢谢! 感谢 ww给出了正确答案。电容回路上的感应电动势就是沿电容导线对感应电场做积分得到的。 有人提出应该是对导线和位移电流路径的积分和,这种观点是不对的。在下面这个图里,电容的位移电流分布在两极板之间,由导线和位移电流组成的回路不包围磁通量,这样就会得到感应电动势为零的结果,显然这是不对的。
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GMT+8, 2024-6-11 16:51

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