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电磁场与电磁波 · 第二十六讲 描述天线的特征参数，标量位与矢量位 · 章献民 电磁场与电磁波 描述天线的特征参数 267 标量位与矢量位 章献民 zhangxm@zju.edu.cn 2012年5月29 日星期二 1 电磁场与电磁波 · 第二十六讲 描述天线的特征参数，标量位与矢量位 · 章献民 天线 随时间变化的电流和电荷在其周围必然产生随时间变化的电磁场，这 种随时间变化的电场和磁场能相互转换。 在交变电流和电荷存在的情况下，必有部分电磁能离开波源（电流和 电荷）向外传播，这就是电磁辐射。 能有效地辐射（或接收）电磁波的装置称为天线。 2 电磁场与电磁波 · 第二十六讲 描述天线的特征参数，标量位与矢量位 · 章献民 天线可看作转换器  发射天线可以看作波导中传播的导行波到自由空间的转换器  接收天线则可看成自由空间传播的电磁波转变为波导中导行波的转换器  对天线的最基本要求： – 发射或接收电磁波的方向性和极化特性，对方向性和极化特性的具体要求视 不同的应用环境而定。 – 天线和波导的匹配，即在发射模式下，波导中导引的电磁波能全部通过天线 辐射出去，在接收模式下，天线接收到的电磁波能量全部被检测器检测到。 3 电磁场与电磁波 · 第二十六讲 描述天线的特征参数，标量位与矢量位 · 章献民 天线举例  天线大体可分为线天线和口径天线两类。 天线的特征与天线的形状、大小及构成材料有关。天线的大小一般以天线发射 或接收电磁波的波长来计量。因为工作于波长 = 2m的长为1m的偶极子天线 的辐射特性与工作于波长 = 2cm的长为1cm的偶极子天线是相同的。 4 电磁场与电磁波 · 第二十六讲 描述天线的特征参数，标量位与矢量位 · 章献民 描述天线特性的主要参数 与天线方向性有关参数：方向性函数或方向图 – 离开天线一定距离处，描述天线辐射的电磁场强度在空间的相对分布的数学 表达式，称为天线的方向性函数； – 把方向性函数用图形表示出来，就是方向图。 – 最大辐射波束通常称为方向图的主瓣。主瓣旁边的几个小的波束叫旁瓣。 – 表示方向图特性的参数，这些参数有： • 天线增益G （或方向性GD ） • 波束宽度（或主瓣宽度） • 旁瓣电平。 天线效率 极化特性 频带宽度 输入阻抗 天线噪声 5 电磁场与电磁波 · 第二十六讲 描述天线的特征参数，标量位与矢量位 · 章献民 天线增益G与方向性GD 天线增益是在波阵面某一给 天线方向性 GD 与天线增益 G 定方向天线辐射强度的量度 定义略有不同 单位立体角最大辐射功率 单位立体角最大辐射功率 G