天线基础概述

天线基础概述第一页，共十三页，2022年，8月28日天線如何輻射天線輻射主要來至於電流的移動或是具有加速度的電子。電子如果隨時間做週期性變化時，也會產生輻射。天線產生電磁波之方式如右圖。第二页，共十三页，2022年，8月28日近場與遠場(1)圍繞天線的電磁場可區分三個範圍，如右圖。Reactivenearfield：電抗能量為主，能量開始遠離天線。R1=0.62√D3/λD：天線尺寸

λ：波長第三页，共十三页，2022年，8月28日近場與遠場(2)Radiationnearfield:電抗能量減少，可輻射的能量開始散佈在這個區域。R2=2D2/λ

Radiationfarfield:電抗能量已經不存在，只有輻射能量存在於這個區域。在此區域中功率密度將與天線的距離平方成反比。第四页，共十三页，2022年，8月28日輻射場型天線輻射場型是依據輻射遠場特性所畫出的圖形。MainLobe:主波束最大輻射方向的波束HPBW:半功率波束寬主波束的半功率的角度寬。MinorLobe:次波束主波束之外的均稱次波束BackLobe:

與主波束相背的波束SideLobe:旁波束與主波束相鄰的波束第五页，共十三页，2022年，8月28日方向性方向性(directivity):

特定方向的輻射強度與天線全部方向輻射強度的平均值之比。換言之，特定方向的輻射強度與等值天線(isotropicantenna)之比。第六页，共十三页，2022年，8月28日輸入阻抗(InputImpedance)輸入阻抗可用下列式子表現：

Zin=Rin+jXinZin

：天線阻抗Rin

：天線的實部阻抗Xin：天線虛部阻抗，也稱電抗虛部阻抗所產生的電磁場能量將只會產生於輻射近場之內。第七页，共十三页，2022年，8月28日反射係數ρZin=Rin+jXinZs=Rs+jXsρ=(Zin-Zs)/(Zin+Zs)因反射係數具有實部及虛部，所以也可轉換成極座標的型式表示。

ρ=|ρ|∠θ第八页，共十三页，2022年，8月28日電壓駐波比VSWRVSWR(Voltagestandingwaveratio):當天線與系統之間阻抗不匹配時，會有部分能量被反彈回系統端，並與系統的輸出能量之間產生駐波。將此特性數值化便稱為電壓駐波比。VSWR=(1+|ρ|)/(1-|ρ|)第九页，共十三页，2022年，8月28日反射損耗returnloss系統的輸出能量與被反射能量之比。RL=-20log10|ρ|VSWR=∞ρ=1RL=0dBVSWR=1ρ=0RL=∞VSWR=2ρ=0.3333RL=-9.54dB第十页，共十三页，2022年，8月28日天線輻射效益天線輻射效益antennaradiationefficiency

能量送入至天線與天線輻射出去之能量的比值。兩者之間的差異在於導体與介質所產生的損失。另一種效益稱為天線效益，比天線輻射效益還多考慮的阻抗不匹配的損失。第十一页，共十三页，2022年，8月28日天線增益天線增益=天線方向性*天線輻射效益單位為dBi。使用電波暗室所量測得到的數值即為天線增益。第十二页，共十三页，2022年，8月28日極化polarization天線之極化定義為以地球表面為基準，輻射波的電場方向即為極化方向。一般極化區分為Linear(線性)與circular(