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第八章 常用天线 §8.1 直立振子天线 Dipol Monopole 电小天线 提高电小天线的效率的方法 螺旋天线 宽频带线天线 2 引向天线 3. 面天线 喇叭天线 Horn 结论： 抛物面天线 方向性 方向系数 最佳照射： 4.微带天线 5.基站天线 基站天线 智能天线 各种卫星天线 V号卫星天线配置 卫星地面天线 * * 镜像原理 + - + - + - + - 地面 无限大接地面 垂直于地面或导电平面架设的天线称为直立振子天线。 地面或导电平面的影响可用镜像原理来考虑。 monopole 对于半波对称振子，D=1.64 对于直立振子，D=3.28 (只在上半空间辐射) Dipol 宽带振子天线 假设天线的高度为h，对于电小天线 ，则天线的等效高度约为 因此其效率很低。 由于电小天线的辐射电阻很小， 如对于波长为450m，天线为15m时，天线的效率为0.4% 其方向系数 加载：目的是提高天线上的电流分布 增加天线的效率 电感加载： 电容加载： 对数螺旋天线 对数周期天线 引向器 反射器 有源振子 该天线具有较强的方向性。 一般先取有6~8个引向器，一个反射器。 惠更斯-菲涅尔原理：（经典光学）围绕振荡源作一封闭面，封闭面外任一点M处的场可认为是，将封闭面上每一点都看作为新的振荡源，每个小振荡源在点M处产生的振荡的总和构成了点M处的场。 电磁波：空间任意一点M处的场，是包围天线的封闭曲面上各点的电磁扰动产生的次辐射在点M处迭加的结果。 M 对于天线在M点所产生的场即为天线口面在M点产生场之和。 先求每个面元的辐射场，再在整个口面上进行积分，求得整个口面的辐射场。 面元上的磁场等效为电基本振子 面元上的电场等效为磁基本振子 J Jm 等效面元及其坐标 口面均匀的矩形喇叭天线的远场方向函数 式中 口面电尺寸较大时，主瓣宽度为 由上式可见， 。即口面越大，天线的主瓣越窄。 其方向系数为： 由图可查得主瓣最近的第一个小峰值为0.214，故第一旁瓣电平FSLL为： ①最大电场在口面的法线方向上； ②口面辐射的FSLL和v取决于口面场分布，如均匀，FSLL高，口面利用系数v大，但与口面尺寸无关； ③口面分布一定时口面电尺寸越大，主瓣越窄（成正比），方向系数D越大。 5.5G系列切割栅状抛物面天线 5.8GHz抛物面天线 由场的0.707处可主瓣宽度及旁瓣电平： 实际上由于 ①加工误差； ②照射器为非理想点源， ③有遮挡； ④抛物面天线为非闭合面；---主瓣变宽，旁瓣电平提高： 对于抛物面的口面方向性系数为： 式中v1为口面利用系数， 口面电场均匀分布时为1 v2为抛物面天线的截获系数， 为方向系数因素 在得到较为均匀的口面场分布，同时又保证功率溢失不大，使抛物面天线方向系数因素g达到最大值的工作状态为最佳照射。 由此反推，可知照射器指向口面边缘方向上的归一化方向函数接近于-10dB。 抛物面天线的最佳方向性系数： 实际抛物面天线的方向系数： 其增益： 移动通信基站天线要求： 1）天线应尽量架高； 2）天线采用垂直极化； 3）顶点激励，扇形天线 中心激励，全向天线 4）高增益天线； 5）天线与馈线尽量匹配。 智能基站天线 灵通王智能天线 智能天线采用数字信号处理技术判断用户信号到达方向（即DOA估计），并在此方向形成天线主波束，他根据用户信号的不同空间传输方向提供不同的信道，等同于有线传输时的线缆，从而可以有效的抑制干扰。 智能天线的布阵方式一般有直线阵、圆阵和平面阵，阵元间距1／2波长