手机、航天器的天线 .pdfVIP

调研手机、航天器的天线

目前手机天线主要就内置及外置天线两种，内置天线客观上

必然比外置天线弱。天线的架设都是尽量远离地面和建筑物的，天线接近

参考地的时候，大部分能量将集中在天线和参考地之间，而无法顺利发射，

所以天线发射，需要一个“尽量开放”的空间。而手机电路板就是手机天

线的参考地，让天线远离手机其他电路，是提高手机天线发射效率的关键。

但受到实际环境限制以及大家追求携带方便的要求，手机的设计就必

须在电气方面做出妥协。实际上，所有的GSM手机的接收发送电路的增益

都是是可以根据环境变化而自动调节的，能通过合理的参数设定，会自动

补偿有关的损失。所以，就手机整体而言，在信号比较好情况下，内天线

和外天线并不能看出差别。

差别是有的，在信号很弱的情况，外天线尤其是长天线的信号死点门

限将高于内天线，也就是理论上内天线手机比较容易在弱信号环境丢失信

号。

飞行器天线飞行器天线就是飞行器上用来辐射和接收无线电波的装置。分

类飞行器天线可按工作原理、用途、工作波段、飞行器和使用范围等进行分类。

根据用途分为发射天线、接收天线和收发天线。按飞行器分为航天器天线、导弹

天线和飞机天线。根据使用的频率范围分为长波、中波、短波和超短波（米波、

分米波、厘米波、毫米波）天线。这些波又称为超高频天线。

航天器上的天线多至几十种，有的尺寸比航天器本身还要大，有的就是航

天器大伯分表面。航天器天线的形式多种多样。不控制对滴姿态的航天器，天线

方向图应具有全方向性。航天器的天线除了常规要求外，还须适应下列特点：

1.航天器的姿态和轨道变化很大，且与地面距离很远。

2.天线应具有良好的气动外形，以减少气动助力和气动加热。

3.空间失重环境下有利于采用大型伸展结构天线。

4.大型抛物面天线所用有机材料的分子溢出会使性能变坏。

5.空间带电粒子辐射会影响天线材料性能。

简述无线电传播的几种方式

无线电波有四种主要传播方式，即地波、天波、空间波和散射波

地波沿地球表面附近的空间传播的无线电波叫地波。地面上有高低不平的山坡和

房屋等障物，根据波的衍射特性，当波长大于或相当于障碍物的尺寸时，波才能

明显地绕到障碍物的后面。地面上的障碍物一般不太大，长波可以很好地绕过它

们。中波和中短波也能较好地绕过，短波和微波由于波长过短，绕过障碍物的本

领就很差了。

地球是个良导体，地球表面会因地波的传播引起感应电流，因而地波在传播过程

中有能量损失。频率越高，损失的能量越多。所以无论从衍射的角度看还是从能

量损失的角度看，长波、中波和中短波沿地球表面可以传播较远的距离，而短波

和微波则不能。

地波的传播比较稳定，不受昼夜变化的影响，而且能够沿着弯曲的地球表面

达到地平线以外的地方，所以长波、中波和中短波用来进行无线电广播。

由于地波在传播过程中要不断损失能量，而且频率越高(波长越短)损失越大，

因此中波和中短波的传播距离不大，一般在几百千米范围内，收音机在这两个波

段一般只能收听到本地或邻近省市的电台。长波沿地面传播的距离要远得多，但

发射长波的设备庞大，造价高，所长波很少用于无线电广播，多用于超远程无线

电通信和导航等。

天波依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波。什么是电离层呢？地球

被厚厚的大气层包围着，在地面上空50千米到几百千米的范围内，大气中一部

分气体分子由于受到太阳光的照射而丢失电子，即发生电离，产生带正电的离子

和自由电子，这层大气就叫做电离层。

电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性。实验证明，波长短于10m

的微波能穿过电离层，波长超过3000km的长波，几乎会被电离层全部吸收。对

于中波、中短波、短波，波长越短，电离层对它吸收得越少而反射得越多。因此，

短波最适宜以天波的形式传播，它可以被电离层反射到几千千米以外。但是，电

离层是不稳定的，白天受阳光照射时电离程度高，夜晚电离程度低。因此夜间它

对中波和中短波的吸收减弱，这时中波和中短波也能以天波的形式传播。收音机

在夜晚能够收听到许多远地的中波或中短波电台，就是这个缘故。

沿直线传播的电磁波微波和超短波既不能以地波的形式传播，又不能依靠电

离层的反射以天波的形式传播。它们跟可见光一样，是沿直线传播的。这种沿直

线传播的电磁波叫空间波或视波。

地球表面是球形的，