微波技术与天线-电磁波导行与辐射工程(第二版)殷际.pptVIP

第五章天线理论基础

研究天线问题的基本思路

01[用于下篇提要]

电流元的辐射场

02[用于5.1]

利用电流元的辐射结论分析研究实际天线的辐射

03[用于5.2，5.3]

发射天线的电特性参量

04[用于5.4]

5-5接收天线

[用于5.5]

5-6天线陈列

[用于]

5-7相控阵列与智能天线

[用于5.7]

5-8地面对天线辐射特性的影响

[用于5.8]

5-9天线工程理论研究的其它问题

[用于5.6.5，5.9，5.10，6.1]

研究天线问题的基本思路

无线电信是以辐射传播的电磁波作为信息的载体而实现的通信。在无线电信的

实现中，天线具有至关重要的作用：在发送端天线把载有信息的导行电磁波转

换为辐射电磁波；在接收端则完成相反的过程，即把载有信息的辐射电磁波转

换为导行电磁波。也就是说，天线完成导行电磁波与辐射电磁波的相互转换。

就天线本身而言，它是由传输线演变而成的。

无论是理论上还是工程实际中，天线问题的核心则是求取辐射电磁波在空间存

在的规律，特别是求取其场量幅值的空间分布规律，这称之为天线的方向性。

从易于理解和研究问题的方便考虑，研究辐射波的问题都是从辐射源的分布求

其辐射场的分布，即分析研究发射天线的辐射问题。而其基本思想则是因辐射

波传播的空间充斥线性媒质而适用叠加原理，因而求分布源（不同形状的天线

及不同结构的天线阵列）的辐射问题就成为不同矢量方向、幅值及相位的电场、

磁场矢量求和问题（即空间中场的干涉）。这一基本思想贯穿天线理论的始终。

基于电路理论中的互易定理，确立了发射天线与接收天线（或同一天线发射与

接收状态时）电性能的关系，这样在分析并得出发射天线的结论和相关参量之

后，也就得到了接收天线的基本参量。这也是我们不去基于电磁感应原理去专

门分析接收天线并得出相应结果的原因所在。

Dt



1Bt

载流导线类天线直观具体，我们由研究它的辐射问题入

手。为此先研究载有高频电流的微小导线段—电流元的

辐射情况，因为金属导线天线可视为无穷多电流元的组

合，其辐射问题可由电流元的辐射场叠加求取。

2

由电磁场基本方程可知，场源的存在形式有传导电流J、

电荷ρ（时变情况下与J相关），还有时变电场（位

移电流）和时变磁场（位移磁流）。这样，载流导

线和有时变电场、磁场分布的口径面都是场源，都可作

为发射天线。

电流元是为分析金属导线天线而

构想的一个物理模型。对其结构

的设定，可认为高频电流集总于

电流元的轴线，沿长度方向电流

的幅值和相位都不变。

z

S

1/电流元的辐射问题是

研究辐射Ie电jt磁波的基础p

r

dl

0

电流元的辐,射场

l

其详细分析过程见1-8电磁波的产生及传播。