天线和电磁波.ppt

?什么叫无线电波？ 无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁 场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。 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。 无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３０００００公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖε`＝Ｃ/√ε，式中ε为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与真空的相对介电常数很接近，略大于１。 该关系可用式 λ＝Ｖ/ｆ 表示，其中Ｖ为速度，单位 为米/秒；ｆ为频率，单位为赫芝；λ为波长，单位为米。 由上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，因此波长也不一样。 我们通常使用的聚四氟乙烯型绝缘同轴射频电缆其相对介电常数ε约为2.1，因此，Ｖε≈Ｃ/1.44 ，λε≈λ/1.44 。 直视距离和发射天线以及接收天线的高度有关系，并 受到地球曲率半径的影响。由简单的几何关系式可知: AB＝3.57(√HT+√HR)(公里) 由于大气层对超短波的折射作用，有效传播直视距离 为: AB＝4.12 (√HT+√HR)(公里) 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、 地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到达接收 天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多 径传输。 由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很大； 也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化，因 此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。另外， 不同的障碍物对电波的反射能力也不同。例如：钢筋水泥建 筑物对超短波的反射能力比砖墙强。我们应尽量避免多径传 输效应的影响。同时可采取空间分集或极化分集的措施加以 对应。 电波在传播途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。信号质量受到影响的程度不仅和接收天线距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还和频率有关。例如一个建筑物的高度为１０米，在距建筑物２００米处接收的信号质量几乎不受影响，但在距建筑物１００米处，接收信号场强将比无高搂时明显减弱。这时，如果接收的是２１６～２２３兆赫的电视信号，接收信号场强比无高搂时减弱１６分贝，当接收６７０兆赫的电视信号时，接收信号场强将比无高搂时减弱２０分贝。如果建筑物的高度增加到５０米时，则在距建筑物１０００米以内，接收信号的场强都将受到影响，因而有不同程度的减弱。也就是说，频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。 因此，架设天线选择基站场地时，必须按上述原则来考虑对绕射传播可能产生的各种不利因素，并努力加以避免。 天线辐射的电磁场的电场方向就是天线的极化方向 传输两个独立的波，两个天线为一个整体。 如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作椭圆极化波。 旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持不变，我们就叫它为圆极 化波。向传播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋圆极化波，反时针方 向旋转的叫做左旋圆极化波。垂直极化波要用具有垂直极化特性的天 线来接收；水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收；右旋圆 极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收；而左旋圆极化波要用 具有左旋圆极化特性的天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的 极化方向不一致时，在接收过程中通常都要产生极化损失，例如：当 用圆极化天线接收任一线极化波，或用线极化天线接收任一圆极化波 时，都要产生３分贝的极化损失，即只能接收到来波的一半能量。 当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，在接收过程 中通常都要产生极化损失，例如：当用圆极化天线接收任一线极化波 ，或用线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生３分贝的极化损失， 即只能接收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化 方向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接 收不到来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。 导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关.如果导线位置如由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可