微波技術(shù)及天線復(fù)習(xí)

1、2008年4月12008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線21、電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)、電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng) rjkrAerlIjE sin600 EH遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)特點(diǎn)：遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)特點(diǎn)：(1). 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)為輻射場(chǎng)遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)為輻射場(chǎng)(2). E/H=120(3). 輻射場(chǎng)強(qiáng)度與電流輻射場(chǎng)強(qiáng)度與電流IA成正比成正比(4). 輻射場(chǎng)強(qiáng)度與輻射場(chǎng)強(qiáng)度與r成反比成反比(5). 基本振子的輻射有方向性基本振子的輻射有方向性電基本振子的輻射功率與輻射電阻RIPA2212)(80 lR22)(40 lIA2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線32、發(fā)射天線的電參數(shù)、發(fā)射天線的電參數(shù):1、輸入阻抗、輸入阻抗 Zin2、天線效率、天線效率 3、方向性

2、參數(shù)：、方向性參數(shù)： 主瓣寬度、方向系數(shù)主瓣寬度、方向系數(shù)D、旁瓣電平、旁瓣電平4、增益、增益 G5、極化方式、極化方式6、頻帶寬度、頻帶寬度max),(),(EEF 3、方向函數(shù)：、方向函數(shù)：),(),(max FEE4、主瓣寬度：、主瓣寬度：23dB , 23dB23dBpmaxPmax/22008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線47.2 天線的電參數(shù)202max0maxEEppD 2402maxmaxEp 24042020ErPpPErD602max24、方向系數(shù)：、方向系數(shù)： 2002sin),(4ddFD sin),(F電基本振子：電基本振子：D=1.51),( F理想的無(wú)方向性天線：理想的

3、無(wú)方向性天線：D=1rDPE60maxrPE600RFD2max120rIEFA60/maxmax2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線5RRRRRPPPdddA11 5、天線效率、天線效率 RORPPA=PPinOPRPrPADG 6、增益、增益RRDG rGPrPDrDPEininA606060max AinPP 2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線67、方向性增強(qiáng)原理、方向性增強(qiáng)原理 各振子的場(chǎng)在空間的相互干涉，各振子的場(chǎng)在空間的相互干涉，使某些方向上的輻射增強(qiáng)了，而另外使某些方向上的輻射增強(qiáng)了，而另外一些方向上的輻射減弱為零，實(shí)現(xiàn)了一些方向上的輻射減弱為零，實(shí)現(xiàn)了輻射功率在空間的重新分布輻射功率

4、在空間的重新分布)()()(1 affF8、方向圖乘積定理：、方向圖乘積定理：?jiǎn)卧蜃訂卧蜃雨囈蜃雨囈蜃舆m用于取向一致的相似元組成的天線陣適用于取向一致的相似元組成的天線陣2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線79、等幅二元陣、等幅二元陣 jaef 1)()2cos(2 )2coscos()( kdfadI1I2 cosdMr1r2 jeI110、畫(huà)方向圖、畫(huà)方向圖2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線8)()()(1 affF（二）等幅二元陣的方向圖（二）等幅二元陣的方向圖“1”“2”/2例題例題1：畫(huà)出：畫(huà)出E面、面、H面方向圖面方向圖zxyoE面：面：xoy ,xoz sin)(1f)cos2co

5、s()( afH面：面：yoz 1)(1 f1)( af90o90o90o1)(1 F)(1 F2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線9（二）等幅二元陣的方向圖（二）等幅二元陣的方向圖)()()(1 affFzxyo“1”“2”/4例題例題2：畫(huà)出：畫(huà)出E面、面、H面方向圖面方向圖 sin)(1f )cos44cos()( af)sin44cos()( afH面：面：xoz 90o E面：面：xoy om901 2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線10（二）等幅二元陣的方向圖（二）等幅二元陣的方向圖)()()(1 affFzxyo“1”“2”/4例題例題2：畫(huà)出：畫(huà)出E面、面、H面方向圖面方向圖 H面：

6、面：xoz 90o E面：面：xoy om901 2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線11)2coscos()( kdfa)cossin( d)sin2sin( h8.1 方向性增強(qiáng)原理與二元陣方向圖（五）反射面對(duì)方向圖的影響（五）反射面對(duì)方向圖的影響 例題：基本振子水平架設(shè)地面例題：基本振子水平架設(shè)地面上，高度上，高度5m，頻率為，頻率為15MHz，畫(huà)，畫(huà)出出E、H面方向圖面方向圖hsin2hhsin2hh=/4h=/2h=3/4h=2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線12h=/4h=/2h=3/4)2coscos()( kdfa)cossin( d)sin2sin( h8.1 方向性增強(qiáng)原理與二元

7、陣方向圖（五）反射面對(duì)方向圖的影響（五）反射面對(duì)方向圖的影響 例題：基本振子水平架設(shè)地面例題：基本振子水平架設(shè)地面上，高度上，高度5m，頻率為，頻率為15MHz，畫(huà)，畫(huà)出出E、H面方向圖面方向圖hsin2hhsin2hh=2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線138.2 線陣的輻射(一一) 駐波對(duì)稱(chēng)振子駐波對(duì)稱(chēng)振子r0r2r1 coszzz2dLLzdz2/2 L sin)cos2cos()(FM=0oE面面o0 H面面2/2 L半波對(duì)稱(chēng)振子半波對(duì)稱(chēng)振子2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線148.2 線陣的輻射(二二) 行波單導(dǎo)線的輻射行波單導(dǎo)線的輻射=0o z zLtr0rMzcosdz)21 (co

8、s1tmL 2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線158.2 線陣的輻射(一一) 邊射陣邊射陣0 0cos90 kdod dM cosd=0o(二二) 端射陣端射陣kdkdo 0cos02008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線16半波對(duì)稱(chēng)振子輸入阻抗的工程公式：半波對(duì)稱(chēng)振子輸入阻抗的工程公式：LctgZjLRZcin 2sin) 12(ln1201rLZc 9.1 對(duì)稱(chēng)振子系的阻抗例題例題:已知對(duì)稱(chēng)振子一臂之長(zhǎng)已知對(duì)稱(chēng)振子一臂之長(zhǎng)L=35cm, 振振子臂直徑子臂直徑2r1=17.25mm,工作波長(zhǎng)為工作波長(zhǎng)為1.5m, 近似計(jì)算輸入阻抗近似計(jì)算輸入阻抗.233. 05 . 1001. 035 L60R)(4

9、10) 18625. 0352(ln120cZkn1 408625. 0/35/1rL04. 11n)233. 0204. 1 (410)233. 0204. 1 (sin602 ctgjZin)(2060j2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線17cLZZ 9.2 加寬天線工作帶寬的途徑1、行波型天線、行波型天線菱形天線菱形天線合成方向圖饋電吸收電阻H22008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線189.2 加寬天線工作帶寬的途徑2、對(duì)數(shù)周期天線、對(duì)數(shù)周期天線N2n21Rl2l1rn1rndnddn 12008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線19口面輻射特點(diǎn)口面輻射特點(diǎn):1. 平面的法線方向上平面的法線方向上,口面的

10、輻射最大口面的輻射最大.2. 口面分布規(guī)律一定的情況下口面分布規(guī)律一定的情況下,口面電尺口面電尺寸越大寸越大,主瓣越窄主瓣越窄,方向系數(shù)越大方向系數(shù)越大.3. 口面場(chǎng)分布越均口面場(chǎng)分布越均,口面利用系數(shù)就越大口面利用系數(shù)就越大,但旁瓣電平越高但旁瓣電平越高;口面尺寸一定時(shí)口面尺寸一定時(shí),主瓣越主瓣越窄窄,方向系數(shù)越大方向系數(shù)越大.4. 口面輻射的旁瓣電平及口面利用系數(shù)口面輻射的旁瓣電平及口面利用系數(shù)只取決于口面場(chǎng)的分布情況只取決于口面場(chǎng)的分布情況,而與口面電而與口面電尺寸無(wú)關(guān)尺寸無(wú)關(guān).24 SD 2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線2011.2 引向天線 廣泛用于米波和分米波的雷廣泛用于米波和分米

11、波的雷達(dá)、電視、通訊等。達(dá)、電視、通訊等。 八木天線八木天線引向器引向器反射器反射器有源振子有源振子無(wú)源振子無(wú)源振子無(wú)源振子無(wú)源振子= 0= 0 ，反射器，反射器= -= - 0 0，反射器，反射器 引向天線的本質(zhì)是引向天線的本質(zhì)是端射式天線陣端射式天線陣；它由一個(gè)有源振子和無(wú)源振子充；它由一個(gè)有源振子和無(wú)源振子充當(dāng)?shù)姆瓷淦骱鸵蚱鹘M成；通過(guò)調(diào)整無(wú)源振子的長(zhǎng)度和它與有源振子的當(dāng)?shù)姆瓷淦骱鸵蚱鹘M成；通過(guò)調(diào)整無(wú)源振子的長(zhǎng)度和它與有源振子的距離來(lái)改變振子上感應(yīng)電流的相位角，以滿(mǎn)足陣中各單元電流的相位條距離來(lái)改變振子上感應(yīng)電流的相位角，以滿(mǎn)足陣中各單元電流的相位條件。件。2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與

12、天線21h絕緣子饋線h2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線2211.4 旋轉(zhuǎn)拋物面天線12-xyzFf0pp1、結(jié)構(gòu)及幾何光學(xué)原理、結(jié)構(gòu)及幾何光學(xué)原理fzyx422 sin22 yx cos fz2seccos122 ff幾何光學(xué)性質(zhì)：幾何光學(xué)性質(zhì)：1. OF/PP （R）（）（1= 2）2. FP+PP =2f (常數(shù)）常數(shù)）保證最大輻射方向?yàn)榭诿娣ň€方向保證最大輻射方向?yàn)榭诿娣ň€方向 保證饋源信號(hào)經(jīng)反射面反射，到達(dá)開(kāi)保證饋源信號(hào)經(jīng)反射面反射，到達(dá)開(kāi)口面時(shí)的波程差相同，以滿(mǎn)足同相口面場(chǎng)口面時(shí)的波程差相同，以滿(mǎn)足同相口面場(chǎng)的要求。的要求。2008年4月微波技術(shù)基礎(chǔ)與天線2311.5 卡塞格倫雙反射面天線2、雙曲面的兩個(gè)特性、雙曲面的兩個(gè)特性（1）b2 （2）過(guò)