天線技術(shù)002_第1章無線電波與超短波的基礎(chǔ)知識

1、天線技術(shù)天線技術(shù)主講人：張靜主講人：張靜20152015年年3-63-6月月第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識1.1無線電波的基本知識無線電波的基本知識1. 無線電波的概念無線電波的概念:無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中無線電波是一種能量傳輸形式，在傳播過程中，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都，電場和磁場在空間是相互垂直的，同時這兩者又都垂直于傳播方向。垂直于傳播方向。第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識 無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無線電波和光波一樣，它的傳播速度和傳播媒質(zhì)有關(guān)。無線電波在真

2、空中的傳播速度等于光速。我們用無線電波在真空中的傳播速度等于光速。我們用公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為：公里秒表示。在媒質(zhì)中的傳播速度為： / /（）1/21/2， 式中式中為傳播媒質(zhì)的相對介電常數(shù)。為傳播媒質(zhì)的相對介電常數(shù)。無線電波無線電波類似一個類似一個池塘上的波紋，在傳池塘上的波紋，在傳播時波會減弱播時波會減弱。第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識電磁波的傳播電磁波的傳播電場電場電場電場電場電場振子振子電波傳輸方向電波傳輸方向磁場磁場磁場磁場第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識無線電波的波長、頻率和傳播速度的關(guān)系：無線電波的波

3、長、頻率和傳播速度的關(guān)系： / / 為速度，單位為米為速度，單位為米/ /秒；秒； 為頻率，單位為赫芝；為頻率，單位為赫芝；為波長，單位為米。為波長，單位為米。由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒由上述關(guān)系式不難看出，同一頻率的無線電波在不同的媒質(zhì)中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。質(zhì)中傳播時，速度是不同的，因此波長也不一樣。波長波長第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為變化的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化無線電波的極化。 無線電波的

4、電場方向稱為無線電波的電場方向稱為電波的極化方向電波的極化方向。若地面為入。若地面為入射面，則當(dāng)電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為射面，則當(dāng)電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極垂直極化波化波。當(dāng)電波的電場方向與地面平行，則稱它為。當(dāng)電波的電場方向與地面平行，則稱它為水平極化波水平極化波第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識什么是天線？什么是天線？l把從導(dǎo)線上傳下來的電信號做為無線電波發(fā)射到空間把從導(dǎo)線上傳下來的電信號做為無線電波發(fā)射到空間.l收集無線電波并產(chǎn)生電信號收集無線電波并產(chǎn)生電信號B B l la a h h b la hb l a hb la

5、h第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識3.天線的極化天線的極化天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向天線輻射的電磁場的電場方向就是天線的極化方向天線的極化天線的極化分為三種：線極化、圓極化、橢圓極化分為三種：線極化、圓極化、橢圓極化由于電場矢量只是大小隨時間變化而取向不變，其端點的軌跡為一直由于電場矢量只是大小隨時間變化而取向不變，其端點的軌跡為一直線時，稱為線時，稱為線極化線極化，又稱為平面極化波，又稱為平面極化波垂直極化垂直極化水平極化水平極化+ 45度傾斜的極化度傾斜的極化- 45度傾斜的度傾斜的極化極化第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波

6、和超短波的基本知識雙極化天線雙極化天線l兩個天線為一個整體，傳輸兩個獨立的波。兩個天線為一個整體，傳輸兩個獨立的波。V/H (垂直垂直/水平水平)傾斜傾斜 (+/- 45)第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識4. 圓極化波圓極化波橢圓極化波：橢圓極化波：在傳播過程中電場的方向是旋轉(zhuǎn)的電波在傳播過程中電場的方向是旋轉(zhuǎn)的電波圓極化波：圓極化波：當(dāng)電場振幅為常量而電場矢量以固定角速度圍繞傳當(dāng)電場振幅為常量而電場矢量以固定角速度圍繞傳播方向旋轉(zhuǎn)時，稱為圓極化波播方向旋轉(zhuǎn)時，稱為圓極化波右旋圓極化波：右旋圓極化波：向傳播方向看去，順時針方向旋轉(zhuǎn)的向傳播方向看去，順時針方向旋

7、轉(zhuǎn)的左旋圓極化波：左旋圓極化波：向傳播方向看去，反時針方向旋轉(zhuǎn)的向傳播方向看去，反時針方向旋轉(zhuǎn)的接收：接收：垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識5. 極化損失極化損失當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時，在接收

8、當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時，在接收過程中通常都要產(chǎn)生極化損失過程中通常都要產(chǎn)生極化損失例如：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接例如：當(dāng)用圓極化天線接收任一線極化波，或用線極化天線接收任一圓極化波時，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接收任一圓極化波時，都要產(chǎn)生分貝的極化損失，即只能接收到來波的一半能量；收到來波的一半能量； 當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時，接波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時，接收天線也就完全接收不到來波的能量，這時稱來波與接收天收天線也就完全接收不到來波的能量，這時稱來波與接收天線極化是隔離的。線極化是隔離的。第一章第一章 無線電波和超短波的基本知識無線電波和超短波的基本知識6.(極化極化)隔離隔離當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來波的極化方向（當(dāng)接收天線的極化方向（例如水平或右旋圓極化）與來波的極化方向（相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時，接收天線也就完全接收不到來波相應(yīng)為垂直或左旋圓極化）完全正交時，接收天線也就完全接收不到來波的能量，這時稱的能量，這時稱來波與接收天線極化是隔離的來波與接收天線極化是隔離的。隔離代表饋送到一種極化的信號在另外一種極化中出現(xiàn)的比例隔離代表饋送到一種極化的信號