天线与电波基础

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1、天线与电波基础第一章电波与天线的基础知识1、天线的基本功能是什么？天线的基木功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。发射天线的基本功能Z—是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能Z二是把人部分能量朝所需的方向辐射。2、近场区存在辐射场吗？远场区存在感应场吗？感应场和辐射场各有什么特点？当离基本电振了距离r=5X时（在最大辐射方向上）求感应场与辐射场Z比。（第四问选作）天线周围的空间电磁场根据特性的不同乂可划分为三个不同的区域：（小感应近场，（b）辐射近场，（c）辐射远场，它们的区分依靠离

2、开天线的不同距离來限定。在这些场区交界的距离处电磁场的结构并无突变发生，但总体上來看，三个区域的电磁场特性是互不相同的。尽管有各种准则來区分三者的边界，但这些准则并不是唯一的，我们需要了解的是相互之间的本质区别：感应近场区指最靠近天线的区域。在此区域内，由于感应场分量占主导地位，其电场和磁场的时间和位差为90度，电磁场的能量是震荡的，不产牛:辐射.）辐射近场区：辐射近场区介乎于感应近场区与辐射远场区之间。在此区域内，与距离的一次方、平方、立方成反比的场分量都占据一定的比例，场的角分布（即犬线方向图）与离开天线的距离有关，也就是说，在不同的距离上

3、计算出的天线方向图是有差别的。辐射远场区：辐射近场区之外就是辐射远场区，它是天线实际使川的区域。在此区域，场的幅度与离开天线的距离成反比，且场的角分布（即天线方向图）与离开天线的距离无关，天线方向图的主瓣、副瓣和零点都已形成。在实际使用屮，最感兴趣的是辐射远场区。通常的应用小，我们应该避免收、发天线处在近场区范围，因为此时不但天线的方向图没有形成，而口•在近场范围内的任何导电体甚至介质物体都被看成是天线电磁边界条件的一部分，它影响了原来的天线，和原来的天线一起共同修正和改变了远场的方向图辐射特性，从而影响了实际使用效果。3、如果用基本电振子來探

4、测來波方向，这个基木电振子应如何放置和如何操作？（假设来波方向是任意的）若用小环天线探测乂如何进行4、试说明下列各组天线参数Z间的异同。①输入阻抗与辐射电阻输入阻抗和辐射阻抗是两个不同的概念,天线的输入阻抗的圧义:传输线将高频电磁能量馈入天线，以馈入点作为参考面，参考面上电压与电流的比值。天线辐射阻抗用天线上最人电流定义并以辐射功率计算。因此只有当天线的效率为100%即天线无损耗，输入功率全部转化为发射功率时可以把手机天线的输入阻抗就看成辐射阻抗①天线的增益与方向性系数天线方向性系数立义为：在总辐射功率相同时，天线在最大辐射方向的辐射功率密度P

5、与均匀辐射在该方向的辐射功率密度P0的比值，用分贝表示为（总辐射功率相同）天线增益定义为：在总输入功率相同时，天线在最大辐射方向的辐射功率密度P-与均匀辐射器在该方向的辐射功率密度P0的比值，用分贝表示为（总输入功率相同）天线增益与方向性系数的关系为G=nD（G、D以倍数表示）②天线的有效长度与天线的长度有效长度是为了便于衡量天线的辐射能力，特别是接收天线产生的感应电动势大小而引•・!〔入的。将实际天线的辐射场类比于元电流产生的辐射场，同时按天线上某一点的电流算，就得到该天线冇效长度的表达式。③天线的口血面积-与冇冇效接收面积冇效接收谢积表示其

6、接收电磁波的能力，假泄有一天线平面，它垂直于來波方向并且将截获的来波能量全部转变为输出功率送到接收机，则该天线平面的而积称为天线的有效接收面积或天线孔径。当接收天线的最人接收方向对准来波的方向时，输送给共轨匹配负载的功率与该点功率通量密度Z比就称为该天线的有效接收面积。归接收天线的有效接收面积可以用接收天线的増益表示出来。一有效接收而积直接反映了天线接收无线电波能力的大小，它是接收犬线特有的电参数Z①天线的极化失配与阻抗失配天线的极化与电波的极化一样，也分为线极化、関极化和椭I员1极化三种情况。当接收天线的极化方向与來波的极化方向相同时，接收到

7、的功率为最人。极化失配因子反映了接收天线的最人接收方向与入射电波的传播方向相同而其极化方向与电波极化方向不相同吋对接收天线输出功率产生的影响。设发射天线与接收天线之间的介质为线性介质，不存在极化旋转现象。用代表发射天线和接收天线极化椭圆长轴与短轴的比值，线极化犬线令两个极化椭圆长轴之间的夹角为，于是极化失配因子可以表示为和分别，圆极化天线u=l；式中，收发天线极化旋转方向相同时収+号，不同时取-号阻抗失配因子反映了阻抗不匹配时对功率传输产生的影响，它可以表示为阻抗失配因子的取值范甫是：0〜1,阻抗完全匹配时，q=lo②天线的阻抗频带宽度与增益频

8、带宽度无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作的，天线的频带宽度冇两种不同的定义•种是指：在驻波比SWRW1.5条件下，