天线的主要技术和发展趋势精要.pptx

天线的主要技术和发展趋势 组员 天线概念 天线的基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。天线的一般原理是：当导体上通以高频电流时，在其周围空间会产生电场与磁场。按电磁场在空间的分布特性，可分为近区、中间区、远区。设R为空间一点到导体的距离，是高频电流信号的波长，在R＜λ／2π时的区域称近区，在该区内的电磁场与导体中电流、电压有紧密的联系；在R＞A／2π的区域称为远区，在该区域内电磁场能离开导体向空间传播，它的变化相对于导体上的电流、电压就要滞后一段时间，此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流、电压有直接的联系了，这区域的电磁场称为辐射场。 天线的主要技术 1 首先天线要有一个电磁开放系统。天线应尽可能的完成导波能量与电磁波能量的相互转换。 2 天线与发射机或接收机匹配。 3 天线要具有方向性。电磁波尽可能集中于确定方向上，或对 确定方向的来波最大限度接受。 4 天线有适当的极化，能发射或接受规定极化的电磁波。 5 应有足够的工作频带。 1 线天线 基本振子可以认为是辐射电磁波的最小单元，任意线天线均可以看成有一系列基本振子构成。 基本振子的辐射 天线的电参数 2 面天线 面天线用在无线电频谱的高频段，尤其是微波波段。这类天线所载的电流是分布在金属面上的，金属面的口径尺寸远大于工作波长。 面天线的分析方法 3 电波传播 实际的电磁波传播并非在理想的自由空间 进行，而在一定的媒介中传输，不同的 媒介对无线电波影响是不一样的，在通常 的传输距离上，电波传播的损耗也是非 长大的。 电波传播分析 天线发展史 最早的发射天线是H.R.赫兹在1887年为了验证J.C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存在电磁波的预言而设计的。自从这副天线产生以后，天线的发展大致分为四个历史时期。 ①?线天线时期 ②?面天线时期 ③?从第二次世界大战结束到50年代末期：微波中继通信、对流层散射通信、射电天文和电视广播等工程技术的天线设备有了很大发展，建立了大型反射面天线。 ④?50年代以后。卡塞格伦天线的出现，天线塔等等 天线发展趣谈 ? 1894年，35岁的俄国青年波波夫组装了一台电磁波接收机。在一次实验中，波波夫发现金属屑检波器的灵敏度异常高，接收电磁波的距离比平时有明显增加。他没放过这个异常现象，仔细检查后发现，有一根导线搭在检波器上。很明显，这根导线增强了检波器的接收能力。波波夫真是喜出望外，提高机器的灵敏度，增加传收距离的愿望竟在无意中实现了。从目前笔者了解的信息来看，他使用的这根导线是世界上第一根天线。 ???? 几个月后，21岁的意大利小伙子马可尼试验成功了自己的火花式收发信机。为加大发射距离，他用一大片金属接在发射机火花隙的一端，并高高地挂在树上，火花隙的另一端则接在地上，电波的强度竟增加数倍，收发距离达数公里。自从有了天地线之后，马可尼的研究进度神速，效果惊人。终于在1899年3月，成功地自英国海岸多佛市东北角的一个名叫南福伦的悬崖灯塔内向距离45公里之外的法国永莫锐进行通信。无线电波横跨英吉利海峡，传达了数百封电报，震惊了整个欧洲大陆，马可尼被公认为GP天线（垂直天线）的发明人。 ???? 天线的下一个主要突破是由戴柏（Diogenes?Dipole）创造的。一天，戴柏走过一个游乐场，发现狮子正在玩跷跷板，?? 天线发展趣谈 回到家后，戴柏马上拿了一条导线接上机器，狮子都能很快地保持平衡，于是突发奇想：如果天线也能保持平衡，效果会怎样呢？回到家后，戴柏马上拿了一条导线接上机器外壳，另一条导线则接到发射机输出，把两根导线对称摆开，这就成为一组新的天线。感谢上帝，这种平衡天线非常好用！这就是大名鼎鼎的“双偶极”（DIPOLE）天线，为了纪念戴柏，而以他的名字来命名。接下来的发明人是无线电爱好者崔伯?（Von?Trap）。由于家里空间不够大，无法架设双偶极天线，所以他沿着天线，每隔几英尺左右就绕几个圈，好把过长的部分缠绕起来，并且在缠绕的电感上并联电容，这就是“崔伯双偶极天线”?(TRAP?DIPOLE)，也叫陷波式偶极天线。 ????承袭者温顿（Raoul?Windom）发现跷跷板放上不同重量的物体，通过调整距离也可以达到平衡，天线应该也可以像这样，以人工方式调整，达到平衡（匹配）。于是温顿天线（偏馈天线）被发明了。二战期间，温顿天线被广泛应用在战机上，直到喷气机时代才光荣退休。 ????正是有了这么多前辈孜孜不倦地努力追求，今天的你我才拥有了最亲密的朋友——手机，一部小功率的无线电台。虽然因为扩频通信技术的广泛应用，天线已经内置在手机机壳里看不到了，但请别忘了，十几年前的老