微波技術(shù)與天線-天線（一）

2016年9月初步投入使用的世界最大口徑球面射電望遠鏡工程FAST，位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)金科村的大窩凼，該望遠鏡口徑為500米口徑，占地約30個足球場大小。天線緒論天線緒論魚骨形天線愛國者車載無源相控陣火控雷達天線緒論天線發(fā)展史安培庫侖法拉第麥克斯韋高斯天線緒論天線發(fā)展史海因里希·赫茲(HeinrichHertz,1857-1894)1886年赫茲的火花隙實驗天線緒論天線發(fā)展史海因里?！ず掌?HeinrichHertz,1857-1894)1886年，通過實驗驗證了電磁波的存在，并證明了電磁波的速度與光速相同。1887年，發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，后來愛因斯坦對光電效應(yīng)以正確的解釋，對量子理論的發(fā)展起了根本性作用。1889年，赫茲指出：光是一種電磁現(xiàn)象。1882年，發(fā)表了關(guān)于接觸力學的著名文章“關(guān)于彈性固體的接觸(Onthecontactofelasticsolids)”，開創(chuàng)了接觸力學學科。天線緒論天線發(fā)展史波波夫馬可尼金屬屑檢波器（1890年由法國物理學家布蘭發(fā)明）“雷電指示器”“無線電之父”天線緒論天線發(fā)展史波波夫1887年，成功重復(fù)了赫茲的實驗。1894年，制成了一臺無線電接收機，并第一次在接收機上使用了天線。制成“雷電指示器”。1895年5月7日，在彼得堡俄國物理化學會的物理分會上，波波夫宣讀了論文《金屬屑同電振蕩的關(guān)系》，并且表演了他發(fā)明的無線電接收機。這一天即為無線電發(fā)明日。1896年3月24日，波波夫和助手雷布金在俄國物理化學協(xié)會的年會上，正式進行了用無線電傳遞莫爾斯電報碼的表演，發(fā)報距離250米，報文內(nèi)容“海因里希?赫茲”，這是世界上第一份電報。天線緒論天線發(fā)展史馬可尼1895年，發(fā)明無線電收報機（用煤油桶展開的大鐵板作為天線），收發(fā)距離2.7公里。1896年，在英國其試驗成果可用于14.4公里距離的通訊取得專利。1897年，在倫敦成立“馬可尼無線電報公司”，又在斯佩西亞(Spezia)向意大利政府演示了12英里(19km)的無線電信號發(fā)送。1899年，應(yīng)法國政府之請，建立越過海峽的英法無線電通訊。1900年，為其"調(diào)諧式無線電報"取得了著名的第7777號專利。1901年，在英國與紐芬蘭之間(三千五百四十公里)，實現(xiàn)橫過大西洋的無線電通訊，使無線電達到實用階段。天線緒論天線發(fā)展史天線緒論天線發(fā)展史20世紀初期中、長波段

20世紀20~30年代長中短波段（線天線）電離層三極電子管

20世紀30年代微波段

波導(dǎo)縫隙天線、喇叭天線、拋物反射面天線、透鏡天線單脈沖、相控陣

20世紀70年代微帶天線目前減小尺寸、寬帶和多波段工作、智能方向圖控制

天線緒論天線發(fā)展史超寬帶天線國際安檢領(lǐng)域目前已經(jīng)開始推廣電磁波穿透成像探測儀波音-A160T雷達檢測隱蔽在茂密叢林下的人體目標天線緒論天線發(fā)展史通信天線通信基站天線手機天線天線緒論天線發(fā)展史相控陣天線AN/AGP-77機載多功能有源相控陣雷達(用于F22飛機上)天線緒論天線發(fā)展史等離子體天線天線緒論天線基本概念無線電通信系統(tǒng)的基本框圖天線緒論天線基本概念

天線是能有效進行能量轉(zhuǎn)換和定向輻射或接收電磁波的極化器件。天線是能量轉(zhuǎn)換器件；天線是方向性器件；天線是極化器件；天線是饋線的負載；天線是開放系統(tǒng)；天線必須具有一定的頻帶寬度。定義

天線緒論天線基本概念按用途分發(fā)射接收按頻帶特性分窄帶超寬帶寬帶按頻率分長波中波短波超短波微波按工作性質(zhì)分通信天線導(dǎo)航天線雷達天線廣播天線測向天線按極化特性分線極化橢圓極化圓極化按發(fā)展階段分傳統(tǒng)天線現(xiàn)代天線按方向性分弱方向性銳方向性定向全向分類

天線緒論天線基本概念按結(jié)構(gòu)分線天線面天線對稱振子天線八木天線喇叭天線螺旋天線拋物面天線分類

天線緒論天線基本概念分析方法

嚴格求解確定天線上的電流分布或是包圍場源的體積表面上的電磁場分布，內(nèi)場問題根據(jù)一給定的電流分布或是包圍場源的體積表面上的電磁場分布求空間輻射場分布，外場問題（線性疊加）

輻射元（基本元）：電流元（電基本振子）磁流元（磁基本振子）面元（惠更斯元）近似數(shù)值解法Maxwell方程+邊界條件電基本振子一段載有高頻電流的短細導(dǎo)線矢量位電基本振子的輻射場求解電磁場電基本振子的輻射場求解近場區(qū)（感應(yīng)場）遠場區(qū)（輻射場）忽略中間場區(qū)附近且電磁場的區(qū)域劃分電基本振子的輻射場分析忽略或近區(qū)場（感應(yīng)場）感應(yīng)場且似穩(wěn)場與靜電場中的電偶極子的電場相似與恒定電流的磁場相似電場磁場相位相差900，坡印亭矢量為虛數(shù)，電磁能量來回振蕩，無能量向外輻射。感應(yīng)場電基本振子的輻射場分析忽略或遠區(qū)場（輻射場）輻射場忽略電基本振子的輻射場分析輻射場電基本振子的輻射場分析（1）電場、磁場只有Eθ，Hφ兩個分量，空間取向相互垂直，時間同相，坡印亭矢量為實數(shù)，右手螺旋，TEM球面波。輻射場（2）輻射場強度與電基本振子的電流和電長度成正比、與距離成反比；電基本振子的輻射場分