电磁场天线与电波传播.ppt

2）电流元在子午面内的方向性函数和方向性图：第30页，共77页，星期日，2025年，2月5日天线的归一化方向性函数和归一化方向性图归一化方向性函数：天线辐射场与最大方向上的场强值之比。——反映了天线在不同方向的场分布。归一化方向性图：表示归一化方向性函数的空间立体图形。通常用两个互相垂直的平面上（子午面和赤道面/E面和H面）的平面图来表示。第31页，共77页，星期日，2025年，2月5日CDMA天线第32页，共77页，星期日，2025年，2月5日CDMA垂直极化定向天线第33页，共77页，星期日，2025年，2月5日方向性图的主瓣宽度和旁瓣电平主瓣宽度：主瓣电平的最大值降到该值的0.707倍（即-3dB）时，两个方向之间的张角宽度。在方向性图中，一般有两个或更多个波瓣。在这些波瓣中，最大辐射方向所在波瓣称为主瓣，其余波瓣称为旁瓣。－3dB点峰值－3dB点第34页，共77页，星期日，2025年，2月5日旁瓣电平：相对主瓣最大值的比值。前后抑制比：方向图中，前后瓣最大值之比称为前后比，记为F/B。前后比越大，天线的后向辐射（或接收）越小。第35页，共77页，星期日，2025年，2月5日前后比F/B的计算：F/B=10Lg{（前向功率密度）/（后向功率密度）}第36页，共77页，星期日，2025年，2月5日3.天线的方向性系数定义：天线辐射功率一定，在任意方向辐射功率密度与相等的辐射功率均匀辐射时的平均功率密度之比。第37页，共77页，星期日，2025年，2月5日物理意义：由于天线有方向性，使某方向的辐射功率密度比均匀辐射时增加的倍数D。实际上，D反映了天线集中辐射能量的特性。方向性系数的求法：1）已知归一化方向性函数求D先求全向天线(点源)均匀辐射时的平均辐射功率密度:第38页，共77页，星期日，2025年，2月5日通常方向性系数指的是天线最大辐射方向上的方向性系数，此时，第39页，共77页，星期日，2025年，2月5日2）已知天线的辐射电阻和最大辐射方向的方向性函数，求D第40页，共77页，星期日，2025年，2月5日当天线位于自由空间时，；在最大辐射方向上，大多数简单常规天线的最大场强值又第41页，共77页，星期日，2025年，2月5日例：求电流元的方向性系数？解：第42页，共77页，星期日，2025年，2月5日4.天线增益定义：在任意方向,辐射功率密度与将相等的输入功率均匀辐射时的平均功率密度之比，即天线增益为：第43页，共77页，星期日，2025年，2月5日物理意义：为了在观察点有相等的辐射功率密度，方向性天线的输入功率应小于均匀辐射天线输入功率的G倍。dBi：表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源；dBd：表示以半波对称振子为比较对象。增益的单位：第44页，共77页，星期日，2025年，2月5日近似计算方法：1）若已知天线在E面和H面的方向性图，则在E面和H面上，以度为单位的波瓣宽度。2）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益：第45页，共77页，星期日，2025年，2月5日3）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长。4）对于直立全向天线，可用下式近似计算其增益：式中，l为天线长度；λ0为中心工作波长。第46页，共77页，星期日，2025年，2月5日定义：天线辐射功率与输入有功功率的比值，称为天线的效率?。5.天线效率第47页，共77页，星期日，2025年，2月5日物理意义：?表示有百分之几的高频电流的输入有功功率转变成了辐射出去的电磁波能量。结论：越大，越小，天线的?就越高。在工程设计中，往往给定，这时就需要降低来提高天线的效率。第48页，共77页，星期日，2025年，2月5日天线方向系数和天线增益的关系：第49页，共77页，星期日，2025年，2月5日6.天线的有效长度定义：用一等效天线代替被研究天线，此等效天线上的电流是以被研究天线