电视发射天线课件.pptx

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1、答辩人：贾淼淼专业班级：通信工程3班指导老师：房少军电视发射天线方向性图的计算与绘制课题研究的背景及意义电视发射天线技术的应用具有传输频带极宽，通信容量大、干扰小，抗干扰能力强的特点，因此电视发射天线技术的应用，极大提高了电视发射天线技术，一直受到广播电视业的青睐，现在仍然是发展广播电视的主要途径。电视发射天线是整个电视无线发射系统的一个重要环节，通过对电视发射天线场形的可视化计算，对于合理选择天线型式、合理配置天线的偏置、零点填充等具有重要的意义。随着城市规模的不断扩大，电台数量的日益增多，并遍及到一些中、小城市，要求服务范围能覆盖

2、广大的农村和边远地区，使过去电视发射天线逐步不能适应现代社会的发展。为了处理好城市发展与电视发射天线间的矛盾，有必要研究电视发射天线方向性图，以使这种矛盾得到改善。主要内容天线的基本原理电视天线方向性图的计算相关计算机技术方向性图的软件绘制天线的基本参数（1）方向性函数和方向性图天线的方向性是指在远区相同距离的条件下，天线的辐射特性与空间方向的关系，可用天线的方向性函数和方向性图来描述。方向性函数是描写天线的辐射参量随空间方位变化的数学表达式，方向性图是相应的图解表示。天线的基本参数（2）方向系数为了更精确的表示某一天线的方向性，或对

3、不同天线的方向性进行比较，必须用更精确的数量指标，即方向系数。方向性系数表示在辐射功率相同的条件下，被研究天线在它最大辐射方向上的辐射功率密度，比无方向性天线在相应方向上辐射功率密度增加的倍数。天线方向性越强，辐射就越集中，在它的最大辐射方向上，所产生的场强比无方向性天线产生的强的更多，是表征天线辐射电磁波能量集中程度的参量。天线的基本参数（3）增益增益是反映天线效率的方向性参数，其定义为：在输入功率相等的条件下，天线在方向的功率密度与无方向性、无损耗天线的功率密度之比。它比方向性更加实际。增益还可以理解为：在天线的最大辐射方向某一点

4、，该天线的电场强度与理想点源天线在同一处产生的电场强度相同的情况下，理想点源天线的输入功率与该天线的输入功率之比。增益的表达式：G=D×η天线的基本参数（4）极化方式天线的极化是指天线所辐射的电磁波的极化，即电磁波在传播过程中其电场矢量方向和幅度随着时间的变化状态。电磁波的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。通常所说的天线极化是指最大辐射方向或者最大接收方向的极化。对称振子（1）对称振子的结构对称振子结构如右图所示。由两段同样粗细和等长度的直导线构成，每根导线称为臂，振子每臂的长度为l,在中间的两个端点对称馈电。全长为2l的对称振子也叫

5、做臂长为l的对称振子。对称振子（2）对称振子的辐射场及其方向性假设对称振子位于自由空间，即不需要考虑周围环境对天线辐射场的影响，将对称振子划分为无限多个元长度，由于每段非常短，每一个元长度上的电流在某一瞬间可以认为是均匀分布。由天线理论可知，对称振子对称振子在远区电场只有EΘ分量，在这里不做过多叙述。根据严格的推导可得对称振子的方向性函数：天线阵（1）天线阵的基本概念为了使辐射场实现某种方向性，把若干个天线按某种排列方式组合在一起就构成了天线阵。构成天线阵的每一个天线称为单元天线。由n个单元天线构成的天线阵就称为n元天线阵。如下图所示

6、。天线阵（2）天线阵的方向性以二元天线阵为例。两阵子的阵子轴“一”字排开，称为共轴线排列；两阵子的阵子轴平行排列，称为齐平排列。可以证明，天线阵的方向性是由单元天线本身的方向性和阵因子的方向性共同作用的结果，是二者的乘积。两个单元天线存在相位差角，由波程差和电流相位差组成。如下式所示，第一项为波程差，第二项为电流相位差。天线阵（2）天线阵方向性可以证明，二元天线阵的归一化阵因子为：类似的可以证明，多元天线归一化阵因子为：天线阵（3）理想导电地面上的对称振子首先介绍镜像原理：把理想导体平面看作对称面，用对称位置处的等量异号点电荷代替无限

7、大理想导体平面的作用，使对称面上方电力线分布仍与原来无限大理想导体平面上方电力线的分布相同。天线和镜像电流产生的合成场在理想导电地面上满足边界条件，而且镜像电流在上半空间任一点的场等于理想导电平面上的分布电流产生的场。在求位于理想导电地面附近的天线产生的场时，通常用天线的镜象代替地面对它的影响。天线阵（3）理想导电地面上的对称振子因为本课题研究的是四面组合天线的方向性图，所以我们只对水平对称振子的辐射场及方向性进行具体说明。电流元的镜像是负像，对称振子的镜像就是负像。水平对称振子和其镜像构成了齐平排列、间距d=2H的等幅反相二元天线阵

8、。反向二元阵的辐射场相位差函数为水平对称振子的地面因子为电视发射天线方向性图由于本课题主要是对电视发射天线方向性图的研究，其分类及特性在此不作具体介绍。电视发射天线各种不同情况的方向性图计算的原理和公式推导都类似，由于时