第4章偶极子天线课程.pptx

第4章 偶极子天线;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转换;电偶极子的电磁场 电偶极子又称为赫芝偶极子或电流元 电偶极子为一段很短（长度lλ）的导线，电流振幅为I 在电偶极子上，由于长度l λ，所以电流振幅保持恒定;2014-6-27;2014-6-27;6;7;电偶极子电磁场的波阻抗 定义：电磁场的波阻抗指的是辐射电磁波电场与磁场幅度的比值。 计算： 近场区域 远场区域;9;2014-6-27;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转换;与电偶极子对应的是磁偶极子，是一个面积非常小的、带电流I的圆环。 利用对偶原理，根据电偶极子的电磁场可以直接写出磁偶极子电磁场分布;2014-6-27;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转换;2014-6-27;标准半波偶极子天线;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转换;偶极子天线可以看做电路变化所得， 近似用终端开路的传输线建模，假设传输线无损，特性阻抗为Z0。终端位置处电流反射系数为;2014-6-27;偶极子天线上电流分布的特点;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转换;2014-6-27;天线在M点产生的场是无数dz在M点产生的场的积分：;M点离振子很远，;振幅值：;偶极子天线的方向性函数;3）任何长度的偶极子天线在轴向 无辐射； 4）当 时，随着 增大，波瓣越来越尖锐，且只有主瓣，主瓣垂直于振子轴； 5）当 后，出现旁瓣； 时，主瓣消失； 6）当 继续增大时，主瓣将变得更窄，并且旁瓣的数目将波浪式地增多。;当 时，;半波偶极子天线（ ）和电流元的方向性图比较 ;半波偶极子天线（ ）在子午面内的方向性图 ;2014-6-27;2014-6-27;2014-6-27;2014-6-27;偶极子天线（ ）在子午面内的方向性图 ;2014-6-27;2014-6-27;2014-6-27;2014-6-27;1） 时，天线振子上下两臂的电流同相。但行程差引起的相位差却存在，这使电场叠加后产生方向性； 2） ，相位差为0，同相叠加得到更大值； 3）当 时，振子上出现反向电流。场强叠加时，不仅要考虑行程差，还要考虑电流的相位差所引起的场强的相位差，其结果出现旁瓣；;4）当 继续增大时，振子上有反向电流的线段增加，主瓣相对减小，旁瓣相对增大； 5） 时，正向电流与反向电流都占据一个波长，主瓣消失。;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转换;2014-6-27;根据辐射电阻的定义，有：;辐射电阻与电长度 有关，而与振子的半径无关。;当考虑近区场时，辐射功率既有实部，又有虚部。实部产生辐射场，虚部产生储能场。对应地，辐射阻抗为：;2014-6-27;1、电偶极子 2、磁偶极子 3、偶极子天线概述 4、偶极子天线的电流分布 5、偶极子天线的辐射场分布 6、偶极子天线的辐射功率和辐射阻抗 7、偶极子天线的输入阻抗 8、偶极子天线的通频带和谐振长度 9、偶极子天线的平衡/不平衡转