天线测量理论介绍.ppt

天 线 测 量 理 论 介 绍 刘建江 2008年6月6日 Ⅰ 本人简历 方向图赋形软件 Ⅱ 基本概念 基本概念 天线辐射区域划分 由天线所辐射的电磁波可以用玻印亭矢量 E × conjugate(H) 来描述。在紧邻天线的空间，玻印亭矢量是虚数，电场或磁场同距离的高次幂成反比，随离开天线距离的增加迅速减小。在这个区域，由于电抗场占优势，所以把此区域叫电抗近场区（ ）。 越过电抗区就到了辐射场区，此时玻印亭矢量是实数且场随距离成反比，按离开天线距离的远近又把辐射场区分为辐射近场区（ ）和辐射远场区（ ）。按光学术语来定义，前者称为菲涅尔区，后者称为夫朗荷费区。在辐射近场区，场的角分布与距离有关；而在辐射远场区，场的角分布与距离无关。 基本概念 天线参数 天线 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... 收集无线电波并产生电信号…... 基本概念 天线参数 极化 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。 交叉极化比 给定方向上主极化分量与正交极化分量功率之比。 基本概念 天线参数 输入阻抗和驻波比 天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。 当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。 而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。 驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR)。终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波比越接近于１，匹配也就越好。 基本概念 天线参数 端口隔离度 多端口天线的一个端口上的入射功率与该入射功率在其他端口上可得到的功率之比。 交调 天线交调产物是指当两个或多个频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号有和差关系的射频信号。 基本概念 天线参数 方向性 天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示.方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。 单一的对称振子具有“面包圈” 形的方向图 基本概念 天线参数 增益 增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。 基本概念 天线参数 效率 天线效率用以度量天线转换能量的有效性，数值上等于增益与方向系数的比值。天线输入功率一部分转化为辐射功率，另一部分即为损耗功率：天线系统中的导体损耗、介质损耗、网络损耗，以及在天线支架、周围物体和大地中的电磁感应所引起的损耗等。 基本概念 天线参数 等效各向同性辐射功率（EIRP） 等效各向同性辐射功率（EIRP）用来表征在某一特定方向上天线的净辐射功率。它等于施加在天线端口的输入功率与天线增益的乘积。 基本概念 天线参数 噪声温度 天线噪声温度Ta用来描述天线在特定频率上所接收的噪声功率。数学定义如下，其中：D为方向系数，F为亮度分布函数（与来自宇宙、大气、人造及地表等噪声源有关），s为包围天线的空间，K为玻耳兹曼常数，B为工作频率带宽。