天线技术002_第1章无线电波与超短波的基础知识

1、天线技术天线技术主讲人：张静主讲人：张静20152015年年3-63-6月月第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识1.1无线电波的基本知识无线电波的基本知识1. 无线电波的概念无线电波的概念:无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。垂直于传播方向。第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识 无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真

2、空中的传播速度等于光速。我们用无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用公里秒表示。在媒质中的传播速度为：公里秒表示。在媒质中的传播速度为： / /（）1/21/2， 式中式中为传播媒质的相对介电常数。为传播媒质的相对介电常数。无线电波无线电波类似一个类似一个池塘上的波纹，在传池塘上的波纹，在传播时波会减弱播时波会减弱。第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识电磁波的传播电磁波的传播电场电场电场电场电场电场振子振子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波的波长、频率和传播速度的关系：无线电波的波

3、长、频率和传播速度的关系： / / 为速度，单位为米为速度，单位为米/ /秒；秒； 为频率，单位为赫芝；为频率，单位为赫芝；为波长，单位为米。为波长，单位为米。由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。波长波长第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为变化的，这种现象称为无线电波的极化无线电波的极化。 无线电波的

4、电场方向称为无线电波的电场方向称为电波的极化方向电波的极化方向。若地面为入。若地面为入射面，则当电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为射面，则当电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极垂直极化波化波。当电波的电场方向与地面平行，则称它为。当电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波水平极化波第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识什么是天线？什么是天线？l把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间.l收集无线电波并产生电信号收集无线电波并产生电信号B B l la a h h b la hb l a hb la

5、h第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识3.天线的极化天线的极化天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向天线的极化天线的极化分为三种：线极化、圆极化、椭圆极化分为三种：线极化、圆极化、椭圆极化由于电场矢量只是大小随时间变化而取向不变，其端点的轨迹为一直由于电场矢量只是大小随时间变化而取向不变，其端点的轨迹为一直线时，称为线时，称为线极化线极化，又称为平面极化波，又称为平面极化波垂直极化垂直极化水平极化水平极化+ 45度倾斜的极化度倾斜的极化- 45度倾斜的度倾斜的极化极化第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波

6、和超短波的基本知识双极化天线双极化天线l两个天线为一个整体，传输两个独立的波。两个天线为一个整体，传输两个独立的波。V/H (垂直垂直/水平水平)倾斜倾斜 (+/- 45)第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识4. 圆极化波圆极化波椭圆极化波：椭圆极化波：在传播过程中电场的方向是旋转的电波在传播过程中电场的方向是旋转的电波圆极化波：圆极化波：当电场振幅为常量而电场矢量以固定角速度围绕传当电场振幅为常量而电场矢量以固定角速度围绕传播方向旋转时，称为圆极化波播方向旋转时，称为圆极化波右旋圆极化波：右旋圆极化波：向传播方向看去，顺时针方向旋转的向传播方向看去，顺时针方向旋

7、转的左旋圆极化波：左旋圆极化波：向传播方向看去，反时针方向旋转的向传播方向看去，反时针方向旋转的接收：接收：垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识5. 极化损失极化损失当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收

8、当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失过程中通常都要产生极化损失例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接例如：当用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生分贝的极化损失，即只能接收任一圆极化波时，都要产生分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量；收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。线极化是隔离的。第一章第一章 无线电波和超短波的基本知识无线电波和超短波的基本知识6.(极化极化)隔离隔离当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化方向（当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接收不到来波相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接收不到来波的能量，这时称的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的来波与接收天线极化是隔离的。隔离代表馈送到一种极化的信号在另外一种极化中出现的比例隔离代表馈送到一种极化的信号