版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
天线基础知识()第1页,课件共49页,创作于2023年2月本课主要内容电波传播的基础知识地面波传播天波传播视距传播地面移动通信中接收场强的预测天线基础知识常用天线第2页,课件共49页,创作于2023年2月课程要求2.掌握电波传播的基本概念;3.掌握电波传播的基本特点和规律;4.了解地面移动通信接收场强的预测方法。1.了解天线的基本特性和电参数;第3页,课件共49页,创作于2023年2月2.《天线与电波传播》李莉科学出版社2009《天线与电波传播》宋铮、张建华、黄冶西安电子科技大学出版社2003教材:参考书:1.《天线与电波》周朝栋,王元坤,杨恩耀西安电子科技大学出版社1994第4页,课件共49页,创作于2023年2月哪些地方需要天线?第5页,课件共49页,创作于2023年2月中波广播天线第6页,课件共49页,创作于2023年2月移动通信基站天线小灵通基站天线第7页,课件共49页,创作于2023年2月手机天线第8页,课件共49页,创作于2023年2月卫星通信天线第9页,课件共49页,创作于2023年2月云南天文台天线第10页,课件共49页,创作于2023年2月双频通信天线第11页,课件共49页,创作于2023年2月舰载通信、雷达天线第12页,课件共49页,创作于2023年2月第13页,课件共49页,创作于2023年2月雷达天线第14页,课件共49页,创作于2023年2月本次课主要内容2.电基本振子的辐射1.绪论(2)天线的定义、作用(1)天线在无线电通信系统中的地位(1)电基本振子辐射场表达式(2)电基本振子的辐射特性(重点)第1章天线基础知识第15页,课件共49页,创作于2023年2月1.天线在无线电通信系统中的地位
2.天线的作用(2)将空间电磁波信号转换成高频电流能量送给接收机。(1)将发射机输出的高频电流能量转换成电磁波辐射出去。天线是任何无线电通信系统都离不开的重要前端器件。绪论第16页,课件共49页,创作于2023年2月
天线在外加高频激励源的作用下,在其周围激发起交变电场和磁场,这种交变的磁场和电场周而复始地相互作用、相互转化,形成电磁波,并以一定的速度向周围空间传播出去。4.天线辐射过程3.天线的定义天线是用来辐射或接收无线电波的装置。绪论第17页,课件共49页,创作于2023年2月电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场(3)天线的几何尺寸:要有一定的电长度(2)天线的几何形状:必须是开放系统(1)天线激励源频率:要有合适的激励频率5.天线有效辐射的条件绪论第18页,课件共49页,创作于2023年2月按用途:通信、广播电视、雷达、导航天线6.天线的分类按天线特色:超宽带天线、非频变天线、自适应天线、智能天线等。按极化方式:线极化、圆极化、椭圆极化天线按状态:发射天线、接收天线、收发共用天线按波长:中波、短波、超短波、微波天线绪论第19页,课件共49页,创作于2023年2月通常按天线原理分为两大类:(1)精确解法:求解麦克斯韦方程组面天线:用于微波线天线:用于长波、短波、超短波7.天线研究方法
(3)数值解法:矩量法、有限元法(2)近似解法:微扰法、变分法、迭代法、几何光学法、几何绕射法绪论第20页,课件共49页,创作于2023年2月8.对天线的基本要求(1)具有一定的方向特性;(2)较高的转换效率;(3)能满足系统正常工作的频带宽度。9.天线分析、设计及仿真软件(1)MATLAB(2)CSTMWS(3)HFSS绪论第21页,课件共49页,创作于2023年2月绪论第22页,课件共49页,创作于2023年2月绪论第23页,课件共49页,创作于2023年2月电基本振子:又称电流元,它是指一段理想的高频电流直导线,其长度,半径,
1.1.1电基本振子的辐射振子沿线的电流
处处等幅同相。
电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。第1章天线基础知识第24页,课件共49页,创作于2023年2月电基本振子模型:一段理想高频电流直导线,
,
,沿线电流等幅同相。φPyzxP'θOr:为射线OP与振子轴(z轴)之间的夹角:为OP在xoy平面的投影OP′与x轴之间的夹角首先建立模型,然后求其辐射场第1章天线基础知识第25页,课件共49页,创作于2023年2月(1―1―1)电基本振子在无限大自由空间中场强的表达式为第1章天线基础知识第26页,课件共49页,创作于2023年2月
:电场强度(V/m)
:磁场强度(A/m)自由空间相移常数:自由空间介电常数:自由空间导磁系数:场强的下标r、θ、φ表示球坐标系中矢量的各分量其中:第1章天线基础知识第27页,课件共49页,创作于2023年2月(1―1―2)分别为球坐标系中沿r、θ、φ增大方向的单位矢量。
根据距离的远近,必须分区讨论场量的性质。写成矢量表达式为第1章天线基础知识第28页,课件共49页,创作于2023年2月1.近区场或的区域称为近区此区域内忽略项,第1章天线基础知识第29页,课件共49页,创作于2023年2月近区场表达式为
(1―1―3)第1章天线基础知识第30页,课件共49页,创作于2023年2月近区场特点:(1)场振幅表达式与稳态场完全相同。与静电场中电偶极子产生的电场相同,与恒定电流产生的磁场相同。故近区场又称为似稳场或准静态场。、第1章天线基础知识第31页,课件共49页,创作于2023年2月(2)电场滞后于磁场,坡印廷矢量的平均值为零。能量在电场和磁场以及场与源之间交换而没有辐射,所以近区场也称为感应场。第1章天线基础知识第32页,课件共49页,创作于2023年2月2.远区场或的区域称为远区此区域内保留最大项,电基本振子的远区场表达式为(1―1―4)第1章天线基础知识第33页,课件共49页,创作于2023年2月图1―1―2电基本振子电力线
图1―1―3电基本振子远区场
第1章天线基础知识第34页,课件共49页,创作于2023年2月远区场的坡印廷矢量平均值为(1―1―5)
有能量沿r方向向外辐射,故远区场又称为辐射场。第1章天线基础知识第35页,课件共49页,创作于2023年2月(1)E、H和Sav相互垂直,且符合右手螺旋。Eθ、Hφ均与距离r成反比,辐射球面波。(2)传播方向上电磁场的分量Er、Hr
为零,故称其为横电磁波、记为TEM波。辐射场有如下性质:第1章天线基础知识第36页,课件共49页,创作于2023年2月(3)Eθ和Hφ的比值为常数,称为媒质的波阻抗,记为η,对于自由空间(1―1―6)(4)Eθ和Hφ与sinθ成正比,说明电基本振子的辐射具有方向性。第1章天线基础知识第37页,课件共49页,创作于2023年2月
电基本振子向自由空间辐射的总功率称为辐射功率,它等于坡印廷矢量在任一包围电基本振子的球面上的积分,即(1―1―7)辐射功率第1章天线基础知识第38页,课件共49页,创作于2023年2月将天线辐射的功率看成被一个等效电阻所吸收的功率,这个等效电阻就称为辐射电阻Rr。(1―1―9)(1―1―8)Rr称为该天线归算于电流I的辐射电阻,这里I是电流的振幅值。将上式代入(1―1―7),得电基本振子的辐射电阻为辐射电阻:第1章天线基础知识第39页,课件共49页,创作于2023年2月1.1.2磁基本振子的辐射磁基本振子:又称磁流元、磁偶极子。
图1―1―4磁基本振子的坐标
磁基本振子模型:小电流环,周长远小于波长,环上电流I等幅同相均匀分布。第1章天线基础知识第40页,课件共49页,创作于2023年2月(1―1―10)设想一段长为l(l<<λ)的磁流元Iml置于球坐标系原点,根据电磁对偶性原理,只需要进行如下变换:第1章天线基础知识第41页,课件共49页,创作于2023年2月磁基本振子远区辐射场的表达式为电基本振子辐射场表达式(1―1―4)(1―1―11)辐射场的极化方向相互正交,其它特性完全相同第1章天线基础知识第42页,课件共49页,创作于2023年2月图1―1―5小电流环和与其等效的磁矩(a)小电流环;(b)磁矩第1章天线基础知识第43页,课件共49页,创作于2023年2月相应的磁矩和环上电流的关系为式中s为环面积矢量,方向由环电流I按右手螺旋定则确定。若求小电流环远区的辐射场,我们可把磁矩看成一个时变的磁偶极子,磁极上的磁荷是+qm,-qm,它们之间的距离是l。(1―1―12)第1章天线基础知识第44页,课件共49页,创作于2023年2月式中l的方向与环面积矢量的方向一致。比较式(1―1―12)(1―1―13),得磁荷之间有假想的磁流Im,以满足磁流的连续性,则磁矩又可表示为(1―1―13)第1章天线基础知识第45页,课件共49页,创作于2023年2月(1―1―15)
将式(1―1―14)代入式(1―1―11),经化简可得小电流环的远区场
用复数表示的磁流为(1―1―14)第1章天线基础知识第46页,课件共49页,创作于2023年2月磁偶极子的辐射总功率(1―1―16)其辐射电阻
(1―1―17)第1章天线
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 《构筑催化微环境实现钌、铋高效电催化氮还原产氨》
- 《基于云计算平台的转码服务器的设计与实现》
- 《A公司基于亚马逊平台的跨境电商业务运营优化研究》
- 《土壤水分下限控制灌溉对水稻生长性状及产量的影响》
- 七下地理开学摸底考(答题卡)
- 2024年度设备采购合同补充协议
- 人教部编版六年级语文上册第五单元《交流平台 初试身手》精美课件
- 2024年牡丹江客运从业资格证考试题库
- 2024年度版权登记服务合同
- 2024年济宁小型客运从业资格证考试题答案
- 大学生心理健康教育智慧树知到课后章节答案2023年下安徽中医药大学
- 装配式混凝土结构连接节点构造
- 曲靖市数字经济产业餐厨垃圾资源化再利用项目(重新报批)环评报告
- 小学语文跨学科学习任务群学习任务设计策略
- 编施工方案的目的
- 亮化工程安全施工方案
- 广西南宁市西乡塘区2023-2024学年四年级数学第一学期期末调研试题含答案
- ul2464电线线径标准
- 《乡土中国》整本书阅读公开课
- 气排球比赛规则课件
- NB/T 11123-2023煤矿安全双重预防机制规范
评论
0/150
提交评论