微波技术及天线复习

1、2008年4月12008年4月微波技术基础与天线21、电基本振子的远区场、电基本振子的远区场 rjkrAerlIjE sin600 EH远区场特点：远区场特点：(1). 远区场为辐射场远区场为辐射场(2). E/H=120(3). 辐射场强度与电流辐射场强度与电流IA成正比成正比(4). 辐射场强度与辐射场强度与r成反比成反比(5). 基本振子的辐射有方向性基本振子的辐射有方向性电基本振子的辐射功率与辐射电阻RIPA2212)(80 lR22)(40 lIA2008年4月微波技术基础与天线32、发射天线的电参数、发射天线的电参数:1、输入阻抗、输入阻抗 Zin2、天线效率、天线效率 3、方向性

2、参数：、方向性参数： 主瓣宽度、方向系数主瓣宽度、方向系数D、旁瓣电平、旁瓣电平4、增益、增益 G5、极化方式、极化方式6、频带宽度、频带宽度max),(),(EEF 3、方向函数：、方向函数：),(),(max FEE4、主瓣宽度：、主瓣宽度：23dB , 23dB23dBpmaxPmax/22008年4月微波技术基础与天线47.2 天线的电参数202max0maxEEppD 2402maxmaxEp 24042020ErPpPErD602max24、方向系数：、方向系数： 2002sin),(4ddFD sin),(F电基本振子：电基本振子：D=1.51),( F理想的无方向性天线：理想的

3、无方向性天线：D=1rDPE60maxrPE600RFD2max120rIEFA60/maxmax2008年4月微波技术基础与天线5RRRRRPPPdddA11 5、天线效率、天线效率 RORPPA=PPinOPRPrPADG 6、增益、增益RRDG rGPrPDrDPEininA606060max AinPP 2008年4月微波技术基础与天线67、方向性增强原理、方向性增强原理 各振子的场在空间的相互干涉，各振子的场在空间的相互干涉，使某些方向上的辐射增强了，而另外使某些方向上的辐射增强了，而另外一些方向上的辐射减弱为零，实现了一些方向上的辐射减弱为零，实现了辐射功率在空间的重新分布辐射功率

4、在空间的重新分布)()()(1 affF8、方向图乘积定理：、方向图乘积定理：单元因子单元因子阵因子阵因子适用于取向一致的相似元组成的天线阵适用于取向一致的相似元组成的天线阵2008年4月微波技术基础与天线79、等幅二元阵、等幅二元阵 jaef 1)()2cos(2 )2coscos()( kdfadI1I2 cosdMr1r2 jeI110、画方向图、画方向图2008年4月微波技术基础与天线8)()()(1 affF（二）等幅二元阵的方向图（二）等幅二元阵的方向图“1”“2”/2例题例题1：画出：画出E面、面、H面方向图面方向图zxyoE面：面：xoy ,xoz sin)(1f)cos2co

5、s()( afH面：面：yoz 1)(1 f1)( af90o90o90o1)(1 F)(1 F2008年4月微波技术基础与天线9（二）等幅二元阵的方向图（二）等幅二元阵的方向图)()()(1 affFzxyo“1”“2”/4例题例题2：画出：画出E面、面、H面方向图面方向图 sin)(1f )cos44cos()( af)sin44cos()( afH面：面：xoz 90o E面：面：xoy om901 2008年4月微波技术基础与天线10（二）等幅二元阵的方向图（二）等幅二元阵的方向图)()()(1 affFzxyo“1”“2”/4例题例题2：画出：画出E面、面、H面方向图面方向图 H面：

6、面：xoz 90o E面：面：xoy om901 2008年4月微波技术基础与天线11)2coscos()( kdfa)cossin( d)sin2sin( h8.1 方向性增强原理与二元阵方向图（五）反射面对方向图的影响（五）反射面对方向图的影响 例题：基本振子水平架设地面例题：基本振子水平架设地面上，高度上，高度5m，频率为，频率为15MHz，画，画出出E、H面方向图面方向图hsin2hhsin2hh=/4h=/2h=3/4h=2008年4月微波技术基础与天线12h=/4h=/2h=3/4)2coscos()( kdfa)cossin( d)sin2sin( h8.1 方向性增强原理与二元

7、阵方向图（五）反射面对方向图的影响（五）反射面对方向图的影响 例题：基本振子水平架设地面例题：基本振子水平架设地面上，高度上，高度5m，频率为，频率为15MHz，画，画出出E、H面方向图面方向图hsin2hhsin2hh=2008年4月微波技术基础与天线138.2 线阵的辐射(一一) 驻波对称振子驻波对称振子r0r2r1 coszzz2dLLzdz2/2 L sin)cos2cos()(FM=0oE面面o0 H面面2/2 L半波对称振子半波对称振子2008年4月微波技术基础与天线148.2 线阵的辐射(二二) 行波单导线的辐射行波单导线的辐射=0o z zLtr0rMzcosdz)21 (co

8、s1tmL 2008年4月微波技术基础与天线158.2 线阵的辐射(一一) 边射阵边射阵0 0cos90 kdod dM cosd=0o(二二) 端射阵端射阵kdkdo 0cos02008年4月微波技术基础与天线16半波对称振子输入阻抗的工程公式：半波对称振子输入阻抗的工程公式：LctgZjLRZcin 2sin) 12(ln1201rLZc 9.1 对称振子系的阻抗例题例题:已知对称振子一臂之长已知对称振子一臂之长L=35cm, 振振子臂直径子臂直径2r1=17.25mm,工作波长为工作波长为1.5m, 近似计算输入阻抗近似计算输入阻抗.233. 05 . 1001. 035 L60R)(4

9、10) 18625. 0352(ln120cZkn1 408625. 0/35/1rL04. 11n)233. 0204. 1 (410)233. 0204. 1 (sin602 ctgjZin)(2060j2008年4月微波技术基础与天线17cLZZ 9.2 加宽天线工作带宽的途径1、行波型天线、行波型天线菱形天线菱形天线合成方向图馈电吸收电阻H22008年4月微波技术基础与天线189.2 加宽天线工作带宽的途径2、对数周期天线、对数周期天线N2n21Rl2l1rn1rndnddn 12008年4月微波技术基础与天线19口面辐射特点口面辐射特点:1. 平面的法线方向上平面的法线方向上,口面的

10、辐射最大口面的辐射最大.2. 口面分布规律一定的情况下口面分布规律一定的情况下,口面电尺口面电尺寸越大寸越大,主瓣越窄主瓣越窄,方向系数越大方向系数越大.3. 口面场分布越均口面场分布越均,口面利用系数就越大口面利用系数就越大,但旁瓣电平越高但旁瓣电平越高;口面尺寸一定时口面尺寸一定时,主瓣越主瓣越窄窄,方向系数越大方向系数越大.4. 口面辐射的旁瓣电平及口面利用系数口面辐射的旁瓣电平及口面利用系数只取决于口面场的分布情况只取决于口面场的分布情况,而与口面电而与口面电尺寸无关尺寸无关.24 SD 2008年4月微波技术基础与天线2011.2 引向天线 广泛用于米波和分米波的雷广泛用于米波和分米

11、波的雷达、电视、通讯等。达、电视、通讯等。 八木天线八木天线引向器引向器反射器反射器有源振子有源振子无源振子无源振子无源振子无源振子= 0= 0 ，反射器，反射器= -= - 0 0，反射器，反射器 引向天线的本质是引向天线的本质是端射式天线阵端射式天线阵；它由一个有源振子和无源振子充；它由一个有源振子和无源振子充当的反射器和引向器组成；通过调整无源振子的长度和它与有源振子的当的反射器和引向器组成；通过调整无源振子的长度和它与有源振子的距离来改变振子上感应电流的相位角，以满足阵中各单元电流的相位条距离来改变振子上感应电流的相位角，以满足阵中各单元电流的相位条件。件。2008年4月微波技术基础与

12、天线21h绝缘子馈线h2008年4月微波技术基础与天线2211.4 旋转抛物面天线12-xyzFf0pp1、结构及几何光学原理、结构及几何光学原理fzyx422 sin22 yx cos fz2seccos122 ff几何光学性质：几何光学性质：1. OF/PP （R）（）（1= 2）2. FP+PP =2f (常数）常数）保证最大辐射方向为口面法线方向保证最大辐射方向为口面法线方向 保证馈源信号经反射面反射，到达开保证馈源信号经反射面反射，到达开口面时的波程差相同，以满足同相口面场口面时的波程差相同，以满足同相口面场的要求。的要求。2008年4月微波技术基础与天线2311.5 卡塞格伦双反射面天线2、双曲面的两个特性、双曲面的两个特性（1）b2 （2）过