準(zhǔn)光天線與天線雜談

東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實驗室毫米波準(zhǔn)光理論與技術(shù)準(zhǔn)光天線之天線雜談2/6/2023什么是天線把導(dǎo)線上的電信號變成無線電波發(fā)射到空間…收集無線電波并產(chǎn)生電信號射頻工程師眼中的天線2天線輻射電磁波的基本原理導(dǎo)線載有交變電流時，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能力與導(dǎo)線的長短和形狀有關(guān).

當(dāng)導(dǎo)線的長度增大到可與波長相比擬時，導(dǎo)線上的電流就大大增加，因而就能形成較強(qiáng)的輻射。通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱為振子。3在一個正弦時間周期內(nèi)：第一個T/4時間周期內(nèi)，正電荷達(dá)到最大值，電力線如最上面的圖第二個T/4時間周期內(nèi)，原始的3條電力線向前運(yùn)動，負(fù)電荷產(chǎn)生新的電力線（虛線）負(fù)電荷遇到正電荷，中和，電力線閉合。剩下的半個周期是相同，但電力線方向相反的過程。天線輻射電磁波的基本原理4天線輻射電磁波的基本原理5天線的指標(biāo)輸入阻抗、頻帶寬度增益、極化、方向圖、波瓣寬度電性能機(jī)械性能口面大小天線高度平面型（低剖面）、立體型等等6各向同性天線與全向天線各向同性天線全向天線7天線與饋線的匹配饋線特性阻抗與天線輸入阻抗匹配，好天線？8天線是換能器天線是變換器天線是輻射器9換能器－（電磁能量）電磁能量存于何處？觀點(diǎn)1：存在于帶電體、磁鐵（石）及導(dǎo)體線路中觀點(diǎn)2：存在于電體、磁體及其周圍加（減）速的電荷才能產(chǎn)生電磁波，（亦可稱變化的電流產(chǎn)生電磁波）輻射的電磁波帶走能量，能量守恒，電荷不是“永動機(jī)”，能量來源？天線的作用是將饋源輸送的能量轉(zhuǎn)換為不受束縛的電磁波能量饋源輸入能量10天線周圍的儲能從時域的角度觀察：信號上升沿，傳輸線上的導(dǎo)行波傳到天線上，一部分直接輻射出去，部分反射回去，另一部分則存儲在天線周圍的電抗性場中。信號下降沿，沒有能量傳到天線，存儲在天線周圍的電抗性場耦合到天線，成為反射波，一部分輻射出去成為自由電磁波。天線電抗的存在，導(dǎo)致天線周圍束縛了能量Q值、諧振頻率，諧振時的輸入阻抗寬帶天線的要求－減少電抗分量1112阻抗變換器1314天線阻抗控制電阻加載可以獲得很好的阻抗匹配，但輻射性能受到極大影響15寬帶結(jié)構(gòu)的阻抗變換16超寬帶天線的色散17色散效應(yīng)小的超寬帶天線18窄帶天線的阻抗匹配窄帶天線的阻抗具有電抗分量諧振時才能達(dá)到完全匹配諧振時且電阻分量等于饋線特性阻抗，則匹配，難度？天線諧振的說法針對哪類天線？19輻射器（1）射頻電流在哪些地方集中2021輻射器（2）天線的輻射方向估計天線的輻射方向與電流的變化方向正交22輻射器（3）天線上的電流滿足正弦分布（天線電尺寸不大）面積較大的物體，需要計及電流的路徑差（饋電點(diǎn)到源點(diǎn)）來估計其輻射特性偶極子天線，波導(dǎo)縫隙天線23天線增益與波瓣寬度反射面天線的波瓣與增益？24三種觀點(diǎn)的啟發(fā)換能器：近場與源耦合，從等效電路的觀點(diǎn)看，意味著存在電抗元件；對帶寬的影響，消除近場與源的耦合－寬帶、超寬帶天線雙導(dǎo)體型：細(xì)線偶極子天線，漸變縫隙天線單導(dǎo)體型：波導(dǎo)縫隙天線，喇叭天線變換器：天線結(jié)構(gòu)上的光滑連續(xù)漸變，有利于獲得寬帶、超寬帶特性。輻射器：分析天線上的電流分布、電場屬性，有助于判斷天線的輻射方向、極化及確定工程上安裝方式。25微帶貼片天線分析極化方向帶寬分析方向圖輸入阻抗26貼片天線結(jié)構(gòu)27貼片的電場分布28貼片表面電流兩側(cè)邊緣電流產(chǎn)生輻射嗎？偶極子天線29貼片天線的輸入阻抗貼片尺寸饋電點(diǎn)W=46mm,dfeed=9W=46mm,dfeed=15W=40mm,dfeed=930影響帶寬的基本因素基板厚度降低基板介電常數(shù)31增加貼片拓展帶寬并聯(lián)多個諧振電路32增