天线原理与设计—第一章天线参数ppt课件.pptx
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1、一、天线的基本参数,1,1.1空间源产生的场,1.1 空间源产生的场,空间的场可表示为,如果空间没有磁源,仅有电源,则有,(1),1.1 空间源产生的场,如果空间没有电源,仅有磁源,则有,(3),(4),(5),对于具体问题,方程(1) 可在圆柱坐标系下展开为:,1.1 空间源产生的场,L=lambda/2,L=3*lambda/2,1.1 空间源产生的场,一般根据R的变化可以将空间分为感应近场区、辐射近场区(菲涅耳区Fresnel)和远场区(夫琅和费Fraunhofer)三个区,如图所示。,1.1 空间源产生的场,感应近场区的场主要是感应场,其外边界一般定义为 ,其中,D为天线的最大尺寸,为
2、工作波长。如果天线是非常短的偶极天线,其外边界定义为 。辐射近场区的场以辐射场为主,但场随空间角度的分布会随R的变化而变化,场的径向分量也有可能较大。这一区域的范围一般定义为 (D )。当天线的尺寸与波长相比很小时,这一区域可能不存在。对于聚焦于无穷处的天线,这一区域也称为菲涅耳(Fresnel)区。远场区则是我们最关心的区域,我们的测量几乎都必须在这个区域内进行。,1.1 空间源产生的场,远场区的场基本上是横向场,径向分量很小,并且场随空间角度的分布规律不再随R而变化。这区域范围一般为 。对于聚焦于无穷处的天线,这一区域也称为夫琅和费(Fraunhofer)区。,在远场区,空间的场可表示为:
3、,其中A是与电流幅度和空间距离有关的常数, 为仅与空间角度有关的函数,叫做方向性函数,由它画成的场随空间角度的分布图叫天线的方向图。有时 除以它的最大值得到的方向性函数,称为归一化方向性函数,相应的方向图称为归一化方向图。,1.1 空间源产生的场,1.2 天线主要的特性参数,按照远区电场强度大小与空间角度之间的关系绘制而成的场强-角度变化图称为方向图。有时也用功率方向图表示天线的方向特性,功率方向图是功率与角度之间的关系图。功率方向图通常比场强方向图“瘦”。归一化方向图是非归一化方向图除以主瓣最大值后得到的方向图,归一化方向图的主瓣最大值为1。,方向图,1.2 天线主要的特性参数,方向图,1.
4、2 天线主要的特性参数,一般情况下主要考察两个平面内的天线方向图(二维天线方向图),即E面和H面。E面表示与电场平行的平面,有很多个,一般以通过某一或某两个坐标轴并与电场平行的平面作为E面。对于旋转对称天线的方向图,所有E面内的二维方向图都相同。H面则是与磁场平行的平面,与E面一样,H面一般是指通过某一或某两个坐标轴并与磁场平行的平面。,与方向图密切相关的天线特性参数有:主瓣宽度,副瓣电平,方向性系数。,1.2 天线主要的特性参数,主瓣宽度,场强从主瓣最大值下降到最大值的0.707倍或功率从主瓣的功率最大值下降到主瓣功率最大值一半时两点之间的角度,主瓣宽度通常指方向图某个截面内的主瓣宽度。如果
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