天线基本参数

第8章8.5天线的基本参数接收机接收天线馈线导行波导行波导行波导行波发射机发射天线馈线导行波导行波中、短波发射天线微波接力天线卡塞格仑天线MMDS-A型微波天线拉杆天线引向天线喇叭天线微带天线卫星接收天线宽带全向天线3m微波接力通信天线中国远程相控阵雷达舰载对空搜索雷达天线相控阵雷达天线螺旋天线俄罗斯新型有源相控阵雷达天线俄军巨型雷达天线阵列通常以发射天线定义天线的基本参数，这些参数描述了天线将高频电流转换为电磁波能量并按要求辐射出去的能力。1.方向性函数和方向性图天线辐射特性与空间坐标之间的函数关系式称为天线的方向性函数。根据方向性函数绘制的图形称为天线的方向性图。方向性函数的定义：在离开天线一定距离处，描述天线辐射场的相对值与空间方向的函数关系，称为方向性函数，表示为。通常采用归一化方向性函数，定义为式中的为指定距离上某方向上的电场强度值，为同一距离上的最大电场强度值，为方向性函数的最大值。。电偶极子的归一化方向性函数为根据归一化方向性函数可以绘制归一化方向性图。zyyx为了讨论天线的辐射功率的空间分布状况，引入功率方向性函数，它与场强方向性函数的关系为一般以H面和E面断面图来表示天线的方向性。一般以H面和E面断面图来表示天线的方向性。（1）主瓣宽度主瓣轴线两侧的两个半功率点（即功率密度下降为最大值的一半或场强下降为最大值的）的矢径之间的夹角。在对各种天线的方向图特性进行定量比较时，通常考虑以下几个参数：（2）副瓣电平最大副瓣的功率密度和主瓣功率密度之比的对数值。表示为表示为（E面）或（H面）。电偶极子的主瓣宽度为90°。

通常要求副瓣电平尽可能低（3）前后比主瓣的功率密度与后瓣功率密度之比的对数值。表示为通常要求副瓣电平尽可能低2.方向性系数在相等的辐射功率下，受试天线在其最大辐射方向上某点产生的功率密度与一理想的无方向性天线在同一点产生的功率密度的比值，定义为受试天线的方向性系数。表示为式中的和分别为受试天线和理想天线的无方向性天线的辐射功率。受试天线的辐射功率为故而理想的无方向性天线的辐射功率为故于是根据方向系数的的定义可知即对无方向性天线，D=1，得受试天线的方向性系数表征该天线在其最大辐射方向上比无方向性的天线而言将辐射功率增大的倍数。或由与也可以看出方向性系数的物理意义例8.5.7计算电偶极子的方向性系数解：电偶极子的归一化方向性函数为于是若用分贝表示，则为3.效率天线的辐射功率与输入功率的比值，表示为为天线的总损耗功率，通常包括天线导体中的损耗和介质损耗天线向外辐射的功率可以看作是被某个电阻吸收的功率，而总损耗功率也可以作是某个电阻上的损耗功率，该电阻为损耗电阻，于是有：故天线的效率可表示为：要提高天线的效率，应尽可能增大辐射电阻和降低损耗电阻。4.增益系数在相同的输入功率下，受试天线在其最大辐射方向上某点产生的功率密度与一理想的无方向性天线在同一点产生的功率密度的比值，定义为受试天线的增益系数。表示为对于无方向性天线D=1，若故G=1,则考虑天线效率的定义，可得以及如，为了在空间一点M处产生某特定值的场强，若采用无方向性天线发射需要输入10W的功率，但采用增益系数G=10的天线发射，则只需要输入1W的功率。5.输入阻抗天线的输入阻抗定义为天线输入端的电压与电流之比，表示为式中的表示输入电阻，表示输入电抗天线作为馈线的负载，通常要求达到阻抗匹配。6.有效长度定义为：在保持实际天线最大辐射方向上的场强不变的条件下，假设天线上的电流为均匀分布，电流的大小等于输入端的电流，此假想天线的长度即称为实际天线的有效长度。是衡量天线辐射能力的参数之一。7.极化天线的极化特性是天线在其最大辐射方向上电场矢量的取向随时间变化的规律。按轨迹形状分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化和垂直极化。圆极化天线又分为右旋和左旋圆极化