视频监控05无线传输讲课讲稿.ppt

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1、视频监控05无线传输电磁波的辐射第三章传输系统第一节无线传输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，也可采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、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子,见图1.2a。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

2、称为半波折合振子,见图1.2b。第三章传输系统第一节无线传输天线的性能参数描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、驻波比、极化方式和频率等。第三章传输系统第一节无线传输天线的性能参数天线方向性天线的方向性是天线最重要的参数，发射天线的基本功能之一是把从馈线输送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向需的方向辐射。因为需要天线定向辐射，即在所希望的方向上辐射最强，其它方向上的辐射应尽可能的弱。天线的方向性决定辐射能量的空间分布，为了表示这种空间分布，可以把它画在三

3、维的坐标中，或用一个参数来表示最大辐射方向能量的集中程度。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1.3.1a）。立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，图1.3.1b与图1.3.1c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1.3.1c可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。第三章传输系统第一节无线传输天线的性能参数天线方向性通常一副天线向各个方向辐射电磁波的能力是不同的

4、，它沿各个方向辐射电磁能量的强弱可用天线的方向系数来表示。所谓天线的方向系数是指在某点产生相等电场强度的条件下，无方向性天线总辐射功率PF0与定向天线总辐射功率PF的比值，常用“D”来表示，即描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、驻波比、极化方式和频率等。天线方向性图第三章传输系统第一节无线传输天线的性能参数天线方向性不难想象，定向天线沿各个方向辐射的电场强度是不相同的，因而定向天线的方向系数也将随着观测点的位置不同而有所不同。其中方向系数最大的地方，即辐射增强的方向，称主射

5、方向。通常人们用天线的方向图来表示天线对各个方向的方向系数大小，如图所示。由图可以看出，天线的方向性图像象花朵的叶瓣，各叶瓣称为方向叶。处于主射方向的方向叶称为主叶，处于主叶反方向位置的方向叶称为后叶，其他方向的方向叶统称为副叶。显然主叶的宽度越窄，说明天线的方向性也好。天线方向性的好坏，工程上常采用半功率角和零功率角两个参量来表示。所谓半功率角是指主叶瓣上场强为主射方向场强的1/√2=0.707时（即功率下降1/2时），两个方向间的夹角，即为“2θ0.5”；所谓零功率角是指偏离主射方向最近的两个零射方

6、向（辐射场强为零的方向）之间的夹角，记为“2θ0”。半功率角和零功率角越小，表示主叶瓣的宽度越窄，说明天线的方向性越好。一副方向性良好的天线，除了必须具备上述具有较小的半功率角和零功率角外，还应该包括后叶瓣和副叶瓣尽可能小，以减小可能出现的窜扰。第三章传输系统第一节无线传输天线的性能参数天线方向性增强若干个对称振子组阵，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。第三章传输系统第一节无线传输天线的性能

7、参数天线方向性增强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：反射面把功率反射到单侧方向，提高了增益。第三章传输系统第一节无线传输无线传输天线的性能参数天线方向性增强抛物反射面的使用，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。第三章传输系统第一节无线传输天线的性能参数天线增益所谓天线增益是指天线将

8、发射功率往某一指定方向发射的能力。天线增益定义为：取定向天线主射方向上的某一点，在该点场强保持不变的情况下，此时用无方向性天线发射时天线所需的输入功率Pi0，与采用定向天线时所需的输入功率Pi之比称为天线增益，常用“Ｇ”表示。即根据天线增益的定义，天线增益可以理解为：为了使在观察点获得相等的电磁波功率密度，具有方向性天线所需的发射功率要比无方向性天线所需的发射功率小G倍。另外天线具有互易性，即一副同样的天线既可以作为发射天线，也可以作为接收