第十七讲面天线

1、面天线定向辐射能力的追求：边射阵列平面天线面的聚焦特性曲面天线面天线：喇叭天线、反射面天线辐射器（馈源）同轴馈电反射面支撑旋转关节脊惠更斯-菲涅尔原理-唯一性定理n惠更斯：在波的传播过程中下一时刻的波阵面是前一时刻波阵面上所有子波源的球面波前叠加而成。n菲尼尔：空间任意一点的场是包围波源的任意曲面上的各子波源发出的波在该点以各种幅度和相位叠加的结果。n电磁理论的唯一性定理：若某区域边界上的切向场确定，区域内的散度给定的情况下，区域内的场唯一确定。在同一区域V2产生电磁场的实际场源 可以用在同一区域产生相同电磁场的等效源 代替。11,emJJ,emssJJ边界上场的连续性定理：11()()esp

2、mspJnHHJnEE 11esmsJnHJnE 喇叭天线12SSS1、喇叭天线的内外区域紧贴喇叭外壁S1和喇叭的开口面S2构成一个封闭曲面：S1上的切向电场为0，磁场很小可以忽略。主要关注S2构上的电磁场构成的等效源11esmsJnHJnE S内部为V1称为内部空间。V1内部的求解称为内部问题S外部为V2称为内部空间。V2中场的求解称为外部问题构造见前照片喇叭天线的工作原理00esmsJJ喇叭由波导延伸而成。由于波导的口径面小，开路反射系数较大引入了喇叭来匹配波导和自由空间，同时增大了辐射的口径面积。S1：11esmsJnHJnE S2：H、E本应由内外部边界条件共同求解，工程上经常采用已经

3、证实的由内部波导主模演化而来的口经场。V2中辐射场的积分：esmsJ dsJ ds电基本振子磁基本振子将口面S2上的电磁场带入等效源方程，并代入电流元和磁流元的辐射场表达式可得到：22jk(xsin cos+ysin sin )xxsjk(xsin cos+ysin sin )yysNE edxdyNE edxdyjkrxyjkrxyjE(1 cos )N cosN sin e/r2jE(1 cos ) N sinN cos e/r2喇叭天线的参数n1、方向系数：max0SD=S02PS4 r2aEPds2通常口径面呈对称分布，所以：假设电场仅有X分量 代入积分：所以有：0maxS0 xEE

4、xxxsNE dsmaxxsjEE dsr222maxmaxxsE11SE ds2r22022aP11SE ds4 r4 r 222x2sxsmax2220 xxss2E ds1E dsS4r2D=SEdsEds14 r2n1、天线的有效面积：2xse2xsE dsAEdse24D=A设天线口径面的几何面积为A若电流理想均匀分布：22x2sxe22xxsE dsEAAAEdsEAeAA天线的口径利用效率1、单模传输条件为： 由已知条件可得所以是单模传输。2、例如右图所示波导终端接喇叭天线，已知a=2.3cmb=1.0cm，测得波导传输线上相邻电场最大值之间相距2.2cm。测得喇叭的增益为50dB。若喇叭的口径利用效率为0.7。试判断波导是否单模传输。并求喇叭开口面积。a2ag2*2.2=4.4cm0g201 ()2a03.2cme220044D=AA22DA=1164cm4反射面天线n近区形成均匀场区（紧缩场）n远区形成高增益窄瓣定向波束03060901201501802102402703003300204002040 D其他反射面天线n偏置反射