第六章地面对天线特性的影响

1、第六章第六章 地面对天线特性的影响地面对天线特性的影响第一节第一节 镜像原理镜像原理 地面将影响天线的特性地面将影响天线的特性：方向性图，辐射阻抗，输入阻抗，天线效率 原因原因：二次电流和二次场的出现 近似分析方法近似分析方法：镜像原理 镜像原理：求位于理想导电平面附近的天线所镜像原理：求位于理想导电平面附近的天线所产生的场时，用天线的镜像来代替理想导电平产生的场时，用天线的镜像来代替理想导电平面对它的影响。镜像天线距理想导电平面的垂面对它的影响。镜像天线距理想导电平面的垂直距离等于天线到该导电平面的距离。直距离等于天线到该导电平面的距离。 实质：用集中的镜像电流代替分布的感应面电实质：用集中

2、的镜像电流代替分布的感应面电流。流。H = 实际振子实际振子HH = 实际振子实际振子镜像振子镜像振子镜像电流的确定：镜像电流的确定：HH = 垂直振子垂直振子镜像电流：镜像电流：大小相等大小相等方向相同方向相同IIHH = 水平振子水平振子镜像电流：镜像电流：大小相等大小相等方向相反方向相反IIH1H1 = 倾斜振子倾斜振子镜像电流：镜像电流：先分解先分解 后后合成合成IIH2H2例：求移动通信中的车载天线的方向性系数定义：单极天线定义：单极天线只有一个臂的对称振子只有一个臂的对称振子单极接地天线单极接地天线单极天线垂直架设在地面或金属体表单极天线垂直架设在地面或金属体表面，其下端面与激励源

3、的一个端子相连，而激励面，其下端面与激励源的一个端子相连，而激励源的另一端与地面或金属体相连。源的另一端与地面或金属体相连。l = l 利用对称振子的方向性函数，得 sincoscoscosklklf用仰角表示： ooklklf1800coscossincos=0o=180o=90o特点： 最大辐射方向在水平面内(lH sinsin2cos1sinsin2cos1601cos160sin211kHklfkHklrIEeeklrIjEEEmkHjjkrm ccfffkHf1sinsin2则令 cf称为水平架设振子的地面因子。称为水平架设振子的地面因子。结论：水平架设对称振子的方向性与架设高度结论

4、：水平架设对称振子的方向性与架设高度H有关。有关。=0o90oH=0.25=0o90oH=0.6=0o90oH=0.5=0o90oH= 水平架设在理想导电平面上的水平振子在水平方向无辐射水平架设在理想导电平面上的水平振子在水平方向无辐射 最大辐射方向上的场强是自由空间中的最大辐射方向上的场强是自由空间中的2倍倍 垂直架设的对称振子，其子午面内的辐射场和方向性ojmmmmeII0, 100根据镜像原理，有设HH = IIr1r2sincos,cossin90o sincos2coscossincossincos2coscossincos601coscossincos60sin211kHklklf

5、kHklklrIEeeklklrIjEEEmkHjjkrm ccfffkHf1sincos2则令 cf称为垂直架设振子的地面因子。称为垂直架设振子的地面因子。结论：垂直架设对称振子的方向性与架设高度结论：垂直架设对称振子的方向性与架设高度H有关。有关。单个对称振子在子午面内的辐射场：jkrmjkrmeklklrIjeklklrIjEcoscossincos60coscossincos60111jkrkHjmjkrkHjjmjkrkHjjmjkrkHjmeeklklrIjeemeklklrIjeemeklklrIjeeklklrIjEHrrsin2sin21sin22sin22112coscos

6、sincos60coscossincos60coscossincos60coscossincos60sin210101r1, r2H 垂直架设在理想导电平面上的振子在轴向无辐射垂直架设在理想导电平面上的振子在轴向无辐射 最大辐射方向上的场强是自由空间中的最大辐射方向上的场强是自由空间中的2倍倍H=0o=180o=90ol/=0.25第三节第三节 非理想导电平面对对称振子的影响非理想导电平面对对称振子的影响 架设在实际地面上的对称振子的辐射场和方向性图HH r1r2EdEr 由于实际地面存在由于实际地面存在损耗，因此，不能再用损耗，因此，不能再用镜像原理来分析。求解镜像原理来分析。求解总场只能用直射波的场总场只能用直射波的场叠加反射波的场。叠加反射波的场。直射波的场： fEEmax1 jkHjefREEsin2max2反射波的场： 为地面反射系数为方向性函数jeRRf其中，jkHjeREEEEsin2max211对于理想导电平面，振子水平架设时，振子垂直架设时，11RR =0o为零辐射方向，不再为零辐射方向，而为最小辐射方向；为零辐射方向，不再为零辐射方向，而为最小辐射方向； 方向性图变宽；方向性图变宽； 最大辐射方向上的场强减小；最大辐射方向上的场强