对于抛物面天线课件

对于抛物面天线聪明出于勤奋，天才在于积累对于抛物面天线对于抛物面天线聪明出于勤奋，天才在于积累天线的基本知识1天线1.1天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。天线的基本知识非电磁波的辐射导线上有交变电流流动时,就可以发生电碱波的辐射,辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图1.1a所示,若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱;将两导线张开,如图11b所示,电场就散播在周围空间,因而辐射增强必须指出,当导线的长度L远小于波长λ时,辐射很微弱;导线的长度L增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射。本人曾于2009年执教了一堂与兄弟学校的交流课，话题是仁爱英语九年级下册Unit5Topic2SectionB。本文将从情境教学法的含义及特点、情境教学法的具体体现方式和创设情境教学法的基本原则三方面着手进行阐述。一、何为情境教学法和情境教学法的特点所谓情景教学，就是根据教学内容为学生创造出一种和谐的语言环境，通过教师本人的语言、动作、表情及姿态传递给学生，从而以情激情，以情促知，以情育人，实现知与情的统一、优化，最终达到激发学生学习兴趣的目标。情景教学法的特色是言、行、情三者融为一体，其核心是激发学生的情感，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解和获取知识或技能，并使学生心理机能得到发展。二、情境教学法的具体体现方式（一）利用音乐渲染情境课前放音乐，课堂穿插音乐，可以吸引学生的注意力，同时可以营造一种轻松、快乐的学习氛围，提高学生学习英语的兴趣，并提高学习效率。如在这节公开课上课前，我播放了学生较为熟悉的一首英语歌，学生整个热情就都调动起来了，同时为接下来的学习活动热身。（二）选择生活事例展现情境“活动不应该仅限于课堂教学，而要延伸到课堂之外的学习和生活之中。”在这节公开课中，重难点是学习who，whom，whose引导的定语从句。因此在学完这一课时，我布置一个作业，让学生讨论自己最喜欢的明星，根据讨论结果向全班同学讲述自己最喜欢的明星，并写一篇短文。短文中要求尽可能多地使用who，whom，whose引导的定语从句。这样，学生不仅复习了本节课的内容，而且锻炼了他们开口和写作的能力。（三）利用图画、实物、简笔画演示情境利用图画、简笔画与实物进行直观情境教学，使学生眼看实物，耳听声音，这样不仅使教学具体生动，而且能激发学生的学习兴趣。如在复习有关孔子的相关知识时，我出示了一张孔子的图画，让学生围绕着孔子说出相关的知识。这样，学生不仅掌握了课堂知识，而且了解了一些课外知识;在学习有关郑和的文章时，我用简笔画进行导入。在教学课程中，我画了一艘船问“What’sthisinEnglish？”学生回答“It’saship”也可以让学生到黑板前画简笔画，并且边画边让他问。采用简笔画教学，学生不仅学习了日常用语，而且学到了一些简笔画的知识，培养了他们动口和动手的能力。（四）运用肢体语言展示情境肢体语言也是一种好的教学手段。如在“It’sthegametime，whoisit？”猜猜活动中，教师利用动作及文字提示，让学生来猜一猜是谁，最后再确认，这个活动把整个课堂气氛调到最高点。这样，学生很快学会了使用定语从句，而且他们就不会觉得枯燥乏味。同时，这种方法可以锻炼学生的思维和想象力。（五）以表演体会情境（六）利用多媒体创设情境多媒体教学形象、生动，感染力强，易于激发学生的学习兴趣和内部动机，为学生学好功课提供了有利条件。实践证明，各种年龄的学生，都喜欢看电视、看幻灯、听录音、听广播，良好的课堂教学总是能使学生在兴趣盎然的情景下去接受知识。本节公开课，本人就是利用多媒体教学软件进行授课，通过多媒体教学手段创设情境，来吸引学生的注意力，活跃课堂气氛。在这个过程中，学生不仅学到了知识，而且了解了一些课外常识。三、创设情境教学法的基本原则（一）情境创设必须具有真实性教师在课堂教学中应当努力为学生营造一种真实的贴近学生生活习惯的有效情境。只有当学生身临其境，才能真正激发学生对所学话题产生浓厚兴趣，使学生愿说、想说，有效激发学生充分运用所学解决现实生活中的实际问题。（二）情境创设应该具有多样性教师在给学生创设情境进行交际时，需要考虑活动形式的多样性和趣味性，根据中学生爱玩、好动、好胜心强的特点，设计生动活泼的游戏，激发学生的学习热情，达到学以致用和培养学生语言运用能力的目的。于是在课堂中。我将直观教学法、游戏活动法、实践操作法、讲编故事法、体语教学法贯穿于教学始终，每一节课的设计都不雷同，让学生始终在一种企盼和愉悦中轻松地学习。（三）情境创设必须具有效性教师创设情境让学生交际时，要注意难度适当，照顾到程度不同的学生，要让每个学生感到有话可说。对于基础比较不好的学生，教师要对其加强指导以增强其自信，并在平时的课堂教学中对这些学生予以特别的关注和照顾，使全班同学齐头并进。四、结束语教育心理学家布鲁姆说过：“成功的外语课堂教学应当在课内创设更多的情境，让学生有机会运用已学到的语言材料。”情境教学使枯燥、单调和乏味的课堂变得生动、活泼和有趣，不仅能较大地提高学生的听说读写能力，而且能帮助学生建立学习的成就感和自信心，培养学生创新、合作和实践的能力，为他们的终身学习奠定基础。【一、引言现代数学教育对证明的重要性认识主要受基本哲学观点的影响，尤其是公理化思想所阐述的观念“形式系统是由基础性定义、公理、引理按照逻辑推理规则一步一步构造起来的”，这已成为数学发展追求的目标[1]。二次大战后，数学家们不仅将公理化方法看作是各数学领域中的表达和描述方式，也看作是将以前看似无关的数学领域联系成数学结构的有力工具。布尔巴基学派以推崇形式化、抽象、严格、精确的定义和形式化证明而著称，这对数学研究产生了强大的推动作用，也对“新数学”运动中教材的改革产生了巨大影响。近二十几年来，数学界逐渐对这种看法有了争议。其中Lakatos[2]的观点最有代表性，他认为虽然数学不是实验科学，但它的方法与经验科学很类似。根据这种观点，证明在数学中的地位、数学证明的严格性以及证明的功效等问题都确实值得反思和重新理解。的确，证明的功能和作用在数学知识的发展过程中是毋庸置疑的，但就课堂教学来说，证明除了判断和解释命题之外，我们不可忽略另外层面的作用。教师们似乎也意识到蕴含在定理、证明背后的知识才是对学生发展有价值的知识，但是课堂教学中究竟如何来应对证明呢[3]？怎么样关注和关注多少证明的过程？通常我们关注证明是把它看作是公式、解释或信服的来源依据，很少去涉及到证明本身比如“如何去建构一个证明？”，“证明的逻辑结构是什么？”，“在具体证明中哪些环节是最重要的？”等等。Rav[4]提出“数学的本质在于创造解决问题所用的方法、工具、策略以及概念”，他认为“证明能够传达数学知识的重要方面如策略和方法，它是数学知识的承载者”。按照Rav的观点，证明是数学知识发展过程中不可缺少的，它是数学的核心，正如他所指出的“数学知识的承载者是证明而不是定理”，同时他把证明分为本原性证明和概念性证明[4]。他这里的本原性证明就是一种形式化的证明，这种证明涉及到逻辑推理规则的应用，包含无意义的有限公式链，这些公式链要么是公理，要么是由公理推得的。而概念性证明则是传统数学交流的非形式化证明，它要求所使用的概念和公式都具有意义。从这个意义上来说，Rav关于证明的这个分类是和Tall[5]的概念定义和概念表象相类似，同时也和与语义学中的句法和语义[6]的研究也有密切联系，本原性证明则是某些形式体系的句法对象，而概念性证明则具有不可缺少的语意内容。按照Rav理论框架“证明是数学知识的承载者”，我们课堂证明教学就要关注证明的内在本质性质，详细探究证明的各个方面。Rav关于证明的理论是否可以真正地运用到课程教学中呢？在中学阶段水平或是更高的教育水平，是否存在数学证明的例子可以给我们提供数学的方法、工具和概念呢？二、案例“设和圆的直径的两个端点，是圆的周长上的一个点，则角是直角”。图1图1图2教师在实际课堂教学中可能会给出命题不同的证明方法，每一种证明都将呈现不同的数学知识。证明教学不仅仅在于告诉我们数学结果的正确性，更重要的在于蕴含证明其中的方法、策略、工具以及概念。方法（1）静态的几何证明：由图1可知是圆心，，由等腰三角形的结论可知是和的和，根据三角形内角和知识有，命题得证。方法（2）动态的几何证明：如图2所示，点收缩到点，点收缩到点（点为中点），则恰好平分，那么，从而，命题得证。方法（3）动态的几何证明：如图3所示，连接并延长线段到点，注意到，则，即，命题得证。图3图4我们的证明教学如果仅仅停留在这个水平是远远不够的。这三种方法都很好地解释和论证了命题的正确性，但除此之外证明中还包含更多的数学知识。首先，我们分析两证证明方法的本质以及相关的知识。方法（1）的论证强调了“圆”这个前提假设的重要性，也就是圆心平分直径且与三点等距。或者更进一步思考有关等腰三角形和三角形内角和的知识问题，或者更深层次涉及到欧氏几何和非欧几何问题。方法（2）则不同，证明中引入了一种对称化的思想，而这种构造证明的思想则是无法从原命题中获得的，况且原命题陈述中也根本没有体现出来。其次，我们要重新审视方法（1），一方面该证明给出了命题的结果，另一方面考虑证明的逆为真的问题。假设有一个直角为的三角形，显然。我们可构造一条分割的线段，使，这样我们得到两个等腰三角形，所以，因此点就在以为中心以为直径的圆上。第三，我们可以继续进一步地讨论证明过程（3），从而获得一个更广意义的命题。如果我们在点处弯折，如图4所示，则按照同样的论证过程有，即圆心角和圆周角的关系，自然也就获得了圆内接四边形的某些性质。事实上，我们的证明教学往往可涉及到数学更广泛的领域，像代数、微积分以及三角的不同领域则会为命题证明提供新的解决框架和思路。方法（4）：我们把图形放在笛卡尔坐标平面下来考虑，设，则，而线段和所在直线的斜率乘积恰好为，故是直角。方法（5）：在复平面下，将复数乘以在几何形式上就是将它绕原点旋转。若将点赋值，点赋值，点为，其中满足，则证明转化为验证是实数倍即是一个纯虚数。方法（6）：由向量知可取圆的圆心作为向量的起点，由于那么，故是直角。这里，我们不仅仅在于呈现命题多种证明方法，更重要的在于要多角度、全方位的看待数学命题。然而，目前课堂教学上的一些命题、结果及策略的练习却很少有机会向学生提供这个机会，学生自然就很难去发展多角度的分析问题的能力。三、结论证明蕴含核心的关键策略和方法，它的确可以拓展数学知识。因此，课堂中教师要和学生探究证明的各个方面是非常必要，也是需要引起高度重视的。在数学教育研究中，研究者也一直都非常关注不同的证明方法的使用，并指导学生采用不同的方式来达到有效的证明，比如代数运算、几何概念、动态几何、算术计算等等。但是，数学教育者则在很大程度上忽视了证明的另一个重要作用即它是数学方法、工具、策略和概念的承载者，而这些恰好是对学说那个来说是新颖的，可以在其他情境中可以使用的。天线的基本知识1天线1.1天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。天线的基本知识非电磁波的辐射导线上有交变电流流动时,就可以发生电碱波的辐射,辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图1.1a所示,若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱;将两导线张开,如图11b所示,电场就散播在周围空间,因而辐射增强必须指出,当导线的长度L远小于波长λ时,辐射很微弱;导线的长度L增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射。天线的基本知识1.2对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线,单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可釆用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之波长的振子,称半波对称振子,见图12另外,还有一种异型半波对称振子,可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框,并把全波对称振子的两个端点相叠,这个窄长的矩形框称为折合振子,注意折合振子的长度也是为二分之一波长,故称为半波折合振子,见图12b4波长1/2波长12波长4波长对称振子折合振子天线的基本知识1.3天线方向性的讨论1.3.1天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。垂直放置的半波对称振子具有平放的面包圈”形的立体方向图(图13.1a)。立体方向图虽然立体感强,但绘制困难图L3.1b与图13.1c给出了它的两个主平面方向图,平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。从图1.3.1b可以看出,在振子的轴线方向上辐射为零,最大辐射方向在水平面上;而从图13.1c可以看出,在水平面上各个方向上的辐射一样大。图13.1a立体方向图图1.31b垂直面方向图图13.1c水平面方向图天线的基本知识1.3.2天线方向性增强若千个对称振子组阵,能够控制辐射,产生“扁平的面包圈”,把信号进一步集中到在水平面方向上下图是4个半波对称振子沿垂线上下排列成一个垂直四元阵时的立体方向图和垂直面方向图。立体方向图垂直面方向图天线的基本知识也可以利用反射板可把辐射能控制到单侧方向平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。下面的水平面方向图说明了反射面的作用一一反射面把功率反射到单侧方向,提高了增益平面反射板全向阵(垂直阵列不带平面反射板)扇形区覆盖●(垂直阵列带平面反射板)抛物反射面的使用,更能使天线的辐射,像光学中的探照灯那样,把能量集中到一个小立体角内,从而获得很高的增益。不言而喻,抛物面天线的构成包括两个基本要素:抛物反射面和放置在抛物面焦点上的辐射源。天线的基本知识1.3.3增益增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。可以这样来理解增益的物理含义-为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100w的输入功率,而用增益为G=13dB=20的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100/20=5W.换言之,某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数半波对称振子的增益为G=2.15dBi4个半波对称振子沿垂线上下排列,构成一个垂直四元阵,其增益约为G85dBi(dB这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。如果以半波对称振子作比较对象,则增益的单位是dBd半波对称振子的增益为G=0dBd(因为是自己跟自己比,比值为1,取对数得零值。);垂直四元阵,其增益约为G=815-2.15=6dBd天线的基本知识1.3.4波瓣竞度方向图通常都有两个或多个瓣,其中辐射强度最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣或旁瓣。参见图13.4a,在主瓣最大辐射方向