第9章天线

第9章天线天线概述9.1动态位函数及其解9.2基本振子的辐射9.3电线的电参数9.4其他类型天线简要介绍9.7天线阵9.6对称振子天线9.59.1天线概述9.1.1天线的定义按照IEEE的定义，天线是用来发射或接收无线电波的装置。图9.1无线通信系统框图9.1.2天线的分类按天线适用的波段来分类，可以分为长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线等。按天线的结构分类，可以分为线状天线、面状天线、缝隙天线和微带天线等。按天线的用途来分类，可以分为广播天线、通信天线、雷达天线、导航天线等。9.1.3天线的研究方法求解天线辐射的工程方法是利用叠加原理。线天线首先求出元电流（或称为电基本振子）的辐射场，然后找出线天线上的电流分布，线天线的辐射是元电流辐射的线积分。面天线将辐射问题分为内问题和外问题，由已知激励源求天线封闭面上的场为内问题，由封闭面上的场求外部空间辐射场为外问题，在求外问题时，辐射场也要用到叠加原理。9.2动态位函数及其解9.2.1动态标量位和动态矢量位（9.5）（9.7）ABtAE9.2.2动态位函数的方程（9.11）（9.12）222tJ222tAA9.2.3动态位函数的解（9.17）（9.18）drvrttr41,drvrttrJ4,A（9.21）（9.23）drerjkr41l-jkrdrIerl4A9.3基本振子的辐射9.3.1电基本振子的辐射场图9.2电基本振子jkrrjkrjkrrerrkjIlHHHEerjrkrkjIlEerjrkIlE232203201sin40001sin141cos241.近区场sin4sin4cos223030rIlHrIljErIljEr2.远区场jkrjkrjkrjkrerIljerkIljHerIljerIlkjEsin2sin4sin2sin4002图9.3电基本振子辐射的方向图3.中间区9.3.2磁基本振子的辐射场jkrjkrerSIHerSIEsin12sin2000图9.4小电流环及磁矩9.4天线的电参数1.天线的效率LinAPPPPP2.输入阻抗inininininjXRIUZ3.方向性函数和方向图归一化方向性函数maxmax,,,ffFE,E立体方向图可以完全反映出天线的方向特性。·E面方向图：电场矢量所在平面的方向图。·H面方向图：磁场矢量所在平面的方向图。（1）主瓣宽度（2）旁瓣电平（3）前后比图9.5主瓣宽度及旁瓣电平4.方向性系数22maxmaxavavEESSDdd200222maxsin,4FEEDav5.增益6.有效长度图9.6天线的有效长度7.极化天线的极化是指在天线最大辐射方向上，电场矢量的方向随时间变化的规律。8.频带宽度将天线的电参数保持在规定技术指标要求之内的频率范围，称为天线的工作频带宽度，简称为天线的带宽。9.5对称振子天线图9.7对称振子9.5.1对称振子的电流分布0sin0sinsinzlzlkIlzzlkIzlkIzImmm9.5.2对称振子的辐射场sincoscoscos,klklF图9.8对称振子电流分布及E面方向图9.5.3对称振子的辐射电阻和输入阻抗22mIPR9.6天线阵9.6.1二元阵与方向性乘积原理（9.61）（9.62）（9.63）jmeF1,2,,,2FFFar1,6011jkrareFrIjeE图9.9对称振子输入阻抗图9.10二元阵9.6.2均匀直线阵2sin2sin,11NFNEEE图9.11均匀直线阵9.7其它类型天线简要介绍9.7.1行波天线图9.12菱形天线9.7.2缝隙天线图9.13缝隙天线9.7.3微带天线图9.14微带天线9.7.4旋转抛物面天线图9.15旋转抛物面天线