第7章 典型天线.ppt

二.二元阵 近似关系： 元因子表示组成天线阵的单个辐射元的方向图函数；值取决于天线元本身的类型和尺寸，体现了天线元的方向性对天线阵方向性的影响。 阵因子表示各向同性元所组成的天线阵的方向性，值取决于天线阵的排列方式及其天线元上激励电流的相对振幅和相位，与天线元本身的类型和尺寸无关。 方向图乘积定理：在各天线元为相似元的条件下，天线阵的方向函数是单元因子与阵因子之积。 H平面归一化方向函数即阵因子方向函数为 2.旋转场天线 二.移动通信基站天线 1.移动通信基站天线的特点 7.4 缝隙天线 如果在同轴线、波导管或空腔谐振器的导体壁上开一 条或数条窄缝，可使电磁波通过缝隙向外空间辐射而形成 一种天线，这种天线称为缝隙天线，如图。 实际应用中的波导缝隙天线通常是开在传输TE10模的 矩形波导壁上的半波谐振缝隙，如果所开缝隙截断波导内 壁表面电流即缝隙不是沿电流线开，表面电流的一部分将 绕过缝隙，另一部分则以位移电流的形式沿原来的方向流 过缝隙，因而缝隙被激励，向外空间辐射电磁波，如图。 为了获得最强辐射，应使缝隙垂直截断电流密度最大处 的电流线，即最有效的切割电流线，如缝隙1、2、3。 单缝隙天线的方向性较弱，为了提高方向性，可以再波 导的一个壁上开多个缝隙组成天线阵。这种天线阵的馈电比 较方便，天线和馈线一体，适当改变缝隙的位置和取向就可 以改变缝隙的激励强度，以获得所需要的方向性，缺点是频 带比较窄。 7.5 智能天线 智能天线由天线阵和智能算法构成，是数字信号处理技 术与天线的有机结合。 所谓智能是指根据用户信号波达方向的估计的变化，通 过自适应滤波算法和信号处理技术对这些波束加权因子的幅 度和相位自动做出相应的调整，使接收和发射方向图动态的 跟踪用户，从而使波束准确指向期望用户。 即通过对权值大小的调整来改变智能天线方向图中主瓣 和副瓣的位置及大小关系，尽量使方向图中的主瓣对准用户 信号的入射方向，使最低增益点对准干扰信号的入射方向， 以抑制干扰信号并最大可能的放大有用信号。 7.5 面天线 与线天线不同的另一类天线是面天线，又称口径天线。 它所载的电流时沿天线体的金属表面分布，且面天线的口径 尺寸远大于工作波长。面天线常用在无线电频谱的高频段， 特别是微波波段。 一.旋转抛物面天线 旋转抛物面天线由两部分组成，一是抛物线绕其焦轴旋 转而成的抛物反射面，反射面一般采用导电性能良好的金属 或在其他材料上敷以金属层制成；二是置于抛物面焦点处的 馈源（照射器）。 馈源把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反射 面，而抛物反射面将馈源投射过来的球面波沿抛物面的轴向 反射出去，从而获得很强的方向性。 二.卡塞格伦天线 * * 第七章 典型天线 7.1 对称振子一.模型 对称振子天线由两根粗细和长度都相同的导线构成，中间为两个馈电端。是一种应用广泛结构简单的基本线天线。 细振子天线可看成是开路传输线逐渐张开而成 二.电流分布及数学模型 实际模型中，令 近似认为振子两臂电流沿几何轴 线按正弦规律分布 三.辐射场 将对称振子等分成无限多个线元 ， 每一线元可视为一电流元 场点 ： 处，电流元 ，辐射场 处，电流元 ，辐射场 则有 近似关系： 在幅度因子中： 在相位因子中： 可达此数量级， 会影响结果。故 【讨论】 其中， 对称振子的方向性函数 1.球面波：场量 2.辐射场与 无关： 即绕振子轴线旋转对称 即垂直于振子轴线方向辐射最强 即沿振子轴线方向无辐射 4.归一化方向性函数： 5. ：方向图只有主瓣无副瓣且振子越长 方向性越强 ：方向图出现副瓣，方向性变差 1）半波振子 2）全波振子 6.方向图 四.对称振子的阻抗特性 1.辐射电阻 1)半波振子 ： 2)全波振子 ： 由 全波振子辐射能力强于半波振子 2.输入阻抗 1） 纯电阻，容易匹配 2） 变化缓即曲线平坦，频率特 性好，因此半波振子较好 3）谐振长度： 时振子的长度。此时天线可 与特性阻抗为纯电阻的馈线匹配 查图知 五.方向性系数 半波振子的方向性比电基本振子（方向系数1.5） 的方向性稍好一些。 7.2 阵列天线 一.引言 1.作用