超宽带电磁学07

1、 椭圆锥天线和圆锥天线几何结构和辐射特性上没有本质区别，可以看成是圆锥天线的变形。 椭圆锥天线是一种更为普遍普遍的天线模型的天线模型，随着几何结构参数的变化，可以导出其他形式的天线。 辐射面与坐标面吻合。cossinrx sincos122kry22sin1coskrz1,0kk122 kk020,， 角形导波结构，仅与角坐标有关，与径向坐标无关；角形导波结构，仅与角坐标有关，与径向坐标无关； 径向无限长；径向无限长； 在椭圆锥顶点馈电。在椭圆锥顶点馈电。0sin11cos111222022khkhkrrrr222222cos1cossinkkkh222222sin1cossinkkkh 椭圆

2、锥天线的表面的电流和电荷，空间电场和磁场都是球椭圆锥天线的表面的电流和电荷，空间电场和磁场都是球面波面波 rjkrf)exp(),(因此，可以消除对径向坐标的偏导，波方程变为0fqqfpp22cos1kp22sin1kq, kFkKxkdx,2)(cos1022),(02sin21kFxkdx0),(),(2222ff),(kF式中式中是Jacobi椭圆函数，k 是模数。于是波方程变为是模数。于是波方程变为 P F Byrd and M D Friedman, Handbook of elliptic integrals, Springer,Berlin,1954. A 科恩，M 科恩，数学手

3、册，p.628-643 王竹溪, 特殊函数概论)2,(sin1)(2022kFkdkKK)2,(sin1)(2022kEdkkEE)2,(kF)(kK是Jacobi椭圆函数是Legendre完全椭圆积分 天线的椭圆锥表面变换为式天线的椭圆锥表面变换为式(4.114a)(4.114a)右边给出的坐标平右边给出的坐标平面，面， 坐标面（坐标面（ ）变换为）变换为 平面。平面。 上半平上半平面变换为面变换为 平面，平面， 下半平面变换为下半平面变换为 平面。换后得到图平面。换后得到图4.24b4.24b所示的平面结构，两板之间的距所示的平面结构，两板之间的距离为离为 xy20yzKyzKkFkFH,

4、2,22112平行板的宽度为平行板的宽度为)(4),(),(kKkFkFW, Z21图4.24 非对称双椭圆锥天线及其变换(a)HW(b)是一个普遍公式，改变几何参数可以导出几种特殊情况下的是一个普遍公式，改变几何参数可以导出几种特殊情况下的特性阻抗特性阻抗: :平行板的边缘连线是磁壁。容易求解这一结构的特性阻抗平行板的边缘连线是磁壁。容易求解这一结构的特性阻抗)(4,2,22100kKkFkFZWHZZ 2, 12k2cotln601 ,26011FZ输入阻抗1 ,21201FZ12, 1k双圆锥天线双圆锥天线，这时，这时，可以导出，可以导出 直立直立V-锥天线锥天线 2, 0,cos21y

5、k)(sin)(cos30yyKKZV-V-锥天线锥天线 21, 0,cosyk)(sin)(cos60)(,260yyKKkKkFZ电小天线/电偶极子圆锥天线有限长圆锥天线King给出的阻抗公式天线的传输线模型电小天线的相似性 蝴蝶结天线圆锥天线椭圆锥天线圆V-锥天线都得到,2, 00ECAEVAx 分析更复杂一些，分析更复杂一些， 可以参考上一节关于有限长圆锥天线做数可以参考上一节关于有限长圆锥天线做数值分析，值分析， 可以用实验方法，确定天线的等效电路，可以用实验方法，确定天线的等效电路，进行补偿，得到预定的天线指标。进行补偿，得到预定的天线指标。 恶劣环境条件下移动通信有以下5点重要需

6、求：宽频带、无线、覆盖范围可选择性、自动终端定位以及网络终端的可移动性等。 具有自适应选择空间辐射的能力。其主要特色是：具有自适应选择空间辐射的能力。其主要特色是：频带宽、体积小、重量轻，易于方向定位，在整频带宽、体积小、重量轻，易于方向定位，在整个方位角区域，可实现辐射方向图的电子调节，个方位角区域，可实现辐射方向图的电子调节，并具有独立的多波束辐射。并具有独立的多波束辐射。 容易实现点对点的高数据率传输，而且可用于安容易实现点对点的高数据率传输，而且可用于安装在快速移动车辆上的天线系统。这种天线非常装在快速移动车辆上的天线系统。这种天线非常适合于移动通信，包括未来战场通信。适合于移动通信，

7、包括未来战场通信。 多模/同轴线内的高阶模式场结构 Demmerle和 Wiesbeck引入了一种新的天线设计，对双锥喇叭天线运用新的激励技术，使天线具有空间信号空间信号的处理能力，天线可以在任意方位角上产生定向波束。 主要是运用了TEM模与TEn1模的混合技术：由于附加高阶模的激励，对双锥天线馈电的同轴波导处于过模过模状态。水平方向，3dB束宽大约是850。垂直方向3dB束宽大约是700。前后比可以达到30dB。 Hz2510G.f = 实体双锥和薄壳形双锥，由于大的体积和重量等因素，使得在制作和使用上都不现实，特别是在低频端工作的天线更是如此。 人们努力寻求在机械强度上的切实可行,又能尽可能地保持双锥天线的优良电性能。线双锥天线就是这种思想的构造形式。 和接地面的镜像一起，简单结构的单极子线锥天线构成双锥天线，使天线高度减小了一半。MHzf600inininjXRZ。 GHzf0 . 2inininjXRZ。其中，。 随着元数的增加，天线频率特性得到改善，输入阻抗曲线的起伏减小，输入电阻趋于理论值，而输入电抗趋于零值。 当N增加到8以上时，阻抗值变化已经很小。 比较发现：在高于第一谐振点的频率范围内，二者之间的一致性相当好。低于或靠近第一谐振点处，输入电阻相差很小，输入电抗差异较大，这反应了二种天线在结构