天線一頁紙

1、1.天線的主要作用天線的主要作用:能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換定向輻射或接收定向輻射或接收.2.天線輻射方向圖一般是一個空間三維的曲面天線輻射方向圖一般是一個空間三維的曲面圖形圖形但工程上為了方便常采用通過最大值方向但工程上為了方便常采用通過最大值方向上的兩個正交平面上的剖面來描述天線的方向上的兩個正交平面上的剖面來描述天線的方向圖.這兩個正交的平面通常取為這兩個正交的平面通常取為E面和面和H面.3.天線方向圖的天線方向圖的E面是指通過天線最大輻射

2、方面是指通過天線最大輻射方向并平行于電場矢量的平面向并平行于電場矢量的平面.4.設(shè)某天線的遠區(qū)輻射電場表示為設(shè)某天線的遠區(qū)輻射電場表示為則坡印則坡印????????0freEErj??0??E0?rE廷矢量表示為廷矢量表示為輻射功率輻射功率?????)2(?202fErWm?.????????????dfdEPmrsin2022002???5.半功率波瓣寬度指方向圖主瓣上兩個半功率半功率波瓣寬度指方向圖主瓣上兩個半功率點(即場強下降到最

3、大值即場強下降到最大值0.707倍處或分貝從最倍處或分貝從最大值下降大值下降3dB處對應(yīng)的兩點處對應(yīng)的兩點)之間的夾角之間的夾角.6.設(shè)某天線的輻射電場主瓣最大值為設(shè)某天線的輻射電場主瓣最大值為Emax副瓣副瓣最大值為最大值為Esmax則其副瓣電平定義式為則其副瓣電平定義式為dB.maxmaxlog20EESLLii?7.設(shè)天線方向性系數(shù)設(shè)天線方向性系數(shù)D是用來表征天線輻射能是用來表征天線輻射能量集中程度的一個參數(shù)量集中程度的一個參數(shù)若

4、已知自由空間數(shù)為若已知自由空間數(shù)為則最大指向則最大指向()的????fm?m?若已知若已知??????????????dfdfDmmsin420022???對稱振子天線的輻射電阻為對稱振子天線的輻射電阻為則rR若已知天線效率若已知天線效率??rmmRfD??1202?e?則增益則增益.DGe??8.半波對稱振子的帶寬決定于直徑半波對稱振子的帶寬決定于直徑而對數(shù)周期而對數(shù)周期振子天線的帶寬則是由最最大齒與最短齒的尺振子天線的帶寬則是由最最

5、大齒與最短齒的尺寸(和N)決定決定.?9.理想點源天線是指無損耗的各向同性的假想理想點源天線是指無損耗的各向同性的假想點源天線點源天線其輻射方向圖在空間是球面其輻射方向圖在空間是球面.10.在某方向在某方向上設(shè)理想點源天線的電場設(shè)理想點源天線的電場??00??強度為強度為某天線的電場強度為某天線的電場強度為則天則天0E??00??E線的方向性系數(shù)線的方向性系數(shù)和增益和增益的??00??D??00??G定義表達式均可寫作定義表達式均可寫作

6、.它們定它們定??20002EE??義區(qū)別為前者是相同輻射功率義區(qū)別為前者是相同輻射功率為條件為條件后者后者rP是相同輸入功率是相同輸入功率為條件為條件.inP11.如果某天線為圓極化天線如果某天線為圓極化天線在球坐標系下該在球坐標系下該天線的遠區(qū)輻射場應(yīng)有天線的遠區(qū)輻射場應(yīng)有兩個分量兩個分量且這兩且這兩?E?E個分量在最大輻射方向上應(yīng)滿足等幅、相位差個分量在最大輻射方向上應(yīng)滿足等幅、相位差為π2的條件的條件.對線極化天線來說交叉極化是

7、對線極化天線來說交叉極化是指與其垂直極化指與其垂直極化對圓極化天線來說交叉極化是對圓極化天線來說交叉極化是指與其旋向相反極化指與其旋向相反極化.12.設(shè)某天線的方向圖函數(shù)是設(shè)某天線的方向圖函數(shù)是則在則在????f方向上的方向性系數(shù)表達式為方向上的方向性系數(shù)表達式為??00??同樣在同樣在??????????????dfdfsin42002002??方向上由天線輻射電阻方向上由天線輻射電阻和表??00??rR????f示方向性系數(shù)示方向性

8、系數(shù).工程上工程上一般采用在最大輻射方一般采用在最大輻射方向上的方向性系數(shù)向上的方向性系數(shù)設(shè)天線的有效面積設(shè)天線的有效面積求其求其eS在最大輻射方向上的方向性系數(shù)在最大輻射方向上的方向性系數(shù).??eS24??13.如果不計天線損耗如果不計天線損耗作發(fā)射時作發(fā)射時在與信號源內(nèi)在與信號源內(nèi)阻共軛匹配條件下天線的輻射功率只有信號源阻共軛匹配條件下天線的輻射功率只有信號源所能供給總功率的一半所能供給總功率的一半另一半將以熱損耗的形另一半將以熱損

9、耗的形式消耗在源的內(nèi)阻式消耗在源的內(nèi)阻上作接收時作接收時在天線與接在天線與接gR收機負載共軛匹配的最佳情況傳送至接收機的收機負載共軛匹配的最佳情況傳送至接收機的功率是天線感應(yīng)或截獲到的總功率的一半功率是天線感應(yīng)或截獲到的總功率的一半另一另一半被天線散射掉了半被天線散射掉了.14.間距間距饋電電流相位差饋電電流相位差的二的二4??do90??元陣方向圖形狀是心臟形元陣方向圖形狀是心臟形其最大輻射方向指向其最大輻射方向指向電流滯后的那個單元

10、的方向電流滯后的那個單元的方向.15.用兩個正交的對稱振子獲得圓極化輻射的條用兩個正交的對稱振子獲得圓極化輻射的條件是激勵幅度相等件是激勵幅度相等激勵相位相差激勵相位相差.2??16.天線口徑場出現(xiàn)線性相位分布時天線口徑場出現(xiàn)線性相位分布時天線輻射天線輻射性能的主要影響是最大輻射方向從口徑平面的性能的主要影響是最大輻射方向從口徑平面的法線方向偏離法線方向偏離α主瓣寬度變寬主瓣寬度變寬口徑效率減小口徑效率減小.而隨著平方率相位分布的增大而

11、隨著平方率相位分布的增大其主要影響是主其主要影響是主瓣變寬瓣變寬副瓣電平升高副瓣電平升高.17.設(shè)平面口徑天線的物理面積為設(shè)平面口徑天線的物理面積為S口徑效率口徑效率υ其增益為其增益為若口徑場為均勻分布若口徑場為均勻分布?????S24則其口徑效率為則其口徑效率為1若口徑場為余弦分布若口徑場為余弦分布則其口則其口徑效率為徑效率為0.81.18.天線遠區(qū)輻射場的振幅隨天線遠區(qū)輻射場的振幅隨r按變化變化.若設(shè)若設(shè)r1天線的最大尺寸為天線的最

12、大尺寸為D則遠區(qū)距離為則遠區(qū)距離為r應(yīng)滿足關(guān)應(yīng)滿足關(guān)系這是在源點到遠區(qū)某點的相位與這是在源點到遠區(qū)某點的相位與?22Dr?坐標原點到遠區(qū)某點的相位之差不超過坐標原點到遠區(qū)某點的相位之差不超過弧8?度的條件下得到的公式度的條件下得到的公式.19.長為長為2L的細線振子的細線振子(如圖如圖1)當時102??l其上電流分布可近似為三角形分布其上電流分布可近似為三角形分布表達式為表達式為????lzIzIm?0?20.元天線的方向圖函數(shù)為元天線

13、的方向圖函數(shù)為(沿z軸放軸放????sin?f置)半波振子的方向圖函數(shù)為半波振子的方向圖函數(shù)為輻射電阻為輻射電阻為????????sincos2cos?f=73.1.rR?21.計算對稱振子天線的輻射場時應(yīng)知道天線上計算對稱振子天線的輻射場時應(yīng)知道天線上的電流分布的電流分布對于沿對于沿z軸放置的長為軸放置的長為2L的對稱的對稱振子振子其上電流分布可近似為其上電流分布可近似為它是根據(jù)傳輸線原理得到它是根據(jù)傳輸線原理得到????zlIzIm

14、???sin的.22.沿z軸放置的元天線的方向圖函數(shù)為軸放置的元天線的方向圖函數(shù)為在xz平面內(nèi)的惠更斯面元的方向平面內(nèi)的惠更斯面元的方向????sin?f圖函數(shù)為圖函數(shù)為沿z軸放置的對稱軸放置的對稱????cos1??f半波振子方向圖函數(shù)為半波振子方向圖函數(shù)為輻射電阻輻射電阻????????sincos2cos?fRr=73.1.?23.設(shè)二元陣單元間距為設(shè)二元陣單元間距為d射線與陣軸的夾角為射線與陣軸的夾角為θ則等幅同相時的陣因子為則

15、等幅同相時的陣因子為(????2cos2???af)等幅反相時的陣因子等幅反相時的陣因子??????cosd0??為().????2cos2???af??????cosd???陣因子為心臟形的條件是：兩單元天線的電流陣因子為心臟形的條件是：兩單元天線的電流相位差為相位差為間距間距表達式表達式2????4??d????]1cos2cos[2?????af24.諧振振子天線的判定條件是：在一定長度下諧振振子天線的判定條件是：在一定長度下其輸

16、入阻抗虛部為零其輸入阻抗虛部為零.半波諧振天線的實際長度半波諧振天線的實際長度比工作波長的一般略短些比工作波長的一般略短些這是所謂的縮短效應(yīng)這是所謂的縮短效應(yīng)振子截面半徑愈大子截面半徑愈大則諧振振子的長度縮短愈多則諧振振子的長度縮短愈多.長度大于半波諧振子長度的振子天線的輸入阻長度大于半波諧振子長度的振子天線的輸入阻抗呈感性抗呈感性.25.對稱振子輸入阻抗虛部為零時對稱振子輸入阻抗虛部為零時對應(yīng)的長度對應(yīng)的長度稱為諧振長度稱為諧振長度比

17、半波諧振長度短的對稱振子其比半波諧振長度短的對稱振子其輸入阻抗呈容性輸入阻抗呈容性.26.設(shè)單元天線的方向圖函數(shù)為設(shè)單元天線的方向圖函數(shù)為陣因子陣因子????0f則天線陣的方向圖函數(shù)則天線陣的方向圖函數(shù)????af????????????0afff?27.設(shè)陣軸與射線間的夾角為設(shè)陣軸與射線間的夾角為θ均勻直線式天線均勻直線式天線陣的最大輻射方向可由公式陣的最大輻射方向可由公式計算計算對側(cè)射陣對側(cè)射陣兩單元間饋兩單元間饋??dm???ar

18、ccos?電相位差電相位差其0??(m=0、1、2、........)對端射對端射??212????mm陣.為不出現(xiàn)柵瓣為不出現(xiàn)柵瓣陣元間距應(yīng)滿足陣元間距應(yīng)滿足??或0?m的條件是的條件是(側(cè)射側(cè)射)(端射端射)??d2??d28.鏡像法分析近地天線是把地面看作是無限大鏡像法分析近地天線是把地面看作是無限大導(dǎo)電平面的對稱垂直振子導(dǎo)電平面的對稱垂直振子.其鏡像點電流與原電其鏡像點電流與原電流等幅同相流等幅同相.而水平振子的鏡像點的電流與原

19、電而水平振子的鏡像點的電流與原電流等幅反相流等幅反相.29.工程上近似計算天線輸入阻抗的三種方法：工程上近似計算天線輸入阻抗的三種方法：坡印廷矢量法、等值傳輸線法和感應(yīng)電勢法坡印廷矢量法、等值傳輸線法和感應(yīng)電勢法.其中坡印廷矢量法不能計算阻抗的虛部中坡印廷矢量法不能計算阻抗的虛部.30.按下列的分類按下列的分類每類至少列出三種天線：寬每類至少列出三種天線：寬帶天線：籠形天線、雙錐天線、盤錐天線帶天線：籠形天線、雙錐天線、盤錐天線圓極圓極

20、化天線：十字形振子旋轉(zhuǎn)場天線、軸向模圓柱化天線：十字形振子旋轉(zhuǎn)場天線、軸向模圓柱螺旋天線、等角螺旋天線螺旋天線、等角螺旋天線行波天線：偶極子電行波天線：偶極子電阻加載天線、菱形天線、八木天線、返射天線阻加載天線、菱形天線、八木天線、返射天線31.行波天線的最大輻射方向是指向主瓣最大值行波天線的最大輻射方向是指向主瓣最大值方向方向而漢森而漢森烏特亞特條件的含義是指當電磁烏特亞特條件的含義是指當電磁波從陣列的始端傳播到末端時波從陣列的始端傳

21、播到末端時以行波相速傳播以行波相速傳播的相位的相位與以光速傳播時的相位與以光速傳播時的相位的差為的差為l?l?時陣列的方向性系數(shù)最大陣列的方向性系數(shù)最大.?32.圓柱螺旋天線產(chǎn)生軸向模輻射的條件是圓柱螺旋天線產(chǎn)生軸向模輻射的條件是而產(chǎn)生法向模輻射的條而產(chǎn)生法向模輻射的條??)34~43(?D件是件是.??5.0?D33.細直線對稱半波振子的輸入阻抗細直線對稱半波振子的輸入阻抗Zd=73.1j42.5則半波諧振窄縫的輸入阻抗則半波諧振窄縫

22、的輸入阻抗??5.421.731202jZs???34.自補結(jié)構(gòu)的等角螺旋天線是指金屬板構(gòu)成的自補結(jié)構(gòu)的等角螺旋天線是指金屬板構(gòu)成的螺旋天線與其空隙部分形狀完全相同的等角螺螺旋天線與其空隙部分形狀完全相同的等角螺旋天線旋天線而互補的平面天線則為金屬板刻制成的而互補的平面天線則為金屬板刻制成的天線與金屬板鏤空制成的兩種天線天線與金屬板鏤空制成的兩種天線.35.波導(dǎo)縫隙天線的開槽原則是在波導(dǎo)壁上切斷波導(dǎo)縫隙天線的開槽原則是在波導(dǎo)壁上切斷電流

23、的方向開槽電流的方向開槽一般開窄縫一般開窄縫縫長約為縫長約為設(shè)2?其互補對稱振子的輻射阻抗其互補對稱振子的輻射阻抗則縫隙天線的則縫隙天線的dZ輻射阻抗為輻射阻抗為dsZZ42??36.天線陣中天線陣中每個陣元的輻射阻抗都是由自阻每個陣元的輻射阻抗都是由自阻抗和互阻抗兩部分組成抗和互阻抗兩部分組成.37.半波窄縫隙天線的縫口面電場近似為正弦分半波窄縫隙天線的縫口面電場近似為正弦分布其輻射方向圖形狀與其互補的半波振子相同其輻射方向圖形狀與其

24、互補的半波振子相同但兩者的電磁場空間極化方向正好相差兩者的電磁場空間極化方向正好相差90而且兩者輻射阻抗積為且兩者輻射阻抗積為42?38.口徑天線分析中的等效原理是口徑面上的電口徑天線分析中的等效原理是口徑面上的電磁場磁場和等效為電磁流等效為電磁流和.設(shè)口徑面設(shè)口徑面sEsHsJsM的外法向單位矢量為的外法向單位矢量為則SnssHnJ??計算惠更斯元輻射場時計算惠更斯元輻射場時若已知口若已知口ssEnM???徑電場為徑電場為則口徑磁場則

25、口徑磁場syE?sysxEH??39.最佳角錐喇叭天線是指其口徑尺寸在最佳角錐喇叭天線是指其口徑尺寸在E面和面和H面分別取最佳面分別取最佳使其增益最大使其增益最大.口徑效率口徑效率υ等于0.51.40.旋轉(zhuǎn)拋物面天線的效率因子主要是由口徑效旋轉(zhuǎn)拋物面天線的效率因子主要是由口徑效率和截獲效率乘積決定率和截獲效率乘積決定.41.標準卡塞格倫天線由主、副反射面和饋源組標準卡塞格倫天線由主、副反射面和饋源組成主反射面為旋轉(zhuǎn)拋物面主反射面為旋轉(zhuǎn)拋

26、物面副發(fā)射面為旋轉(zhuǎn)雙副發(fā)射面為旋轉(zhuǎn)雙曲面曲面饋源一般用于喇叭饋源一般用于喇叭置于主副反射面之間置于主副反射面之間的雙曲面的視在相位上的雙曲面的視在相位上卡塞格倫天線的空間衰卡塞格倫天線的空間衰減因子與旋轉(zhuǎn)拋物面天線相比要小減因子與旋轉(zhuǎn)拋物面天線相比要小其原因是其其原因是其等效拋物面焦距比卡氏天線大等效拋物面焦距比卡氏天線大M倍.42.計算線天線輻射場的已知條件是其電流分布計算線天線輻射場的已知條件是其電流分布和天線長度而計算口徑天線輻射

27、場的已知條件和天線長度而計算口徑天線輻射場的已知條件是口徑場分布和口徑尺寸是口徑場分布和口徑尺寸.43.已知旋轉(zhuǎn)拋物面天線的焦距為已知旋轉(zhuǎn)拋物面天線的焦距為f口徑直徑為口徑直徑為D口徑張角口徑張角則三者的關(guān)系為則三者的關(guān)系為0?.若焦距比為若焦距比為fD=0.385則2cot410??Df2=.空間衰減因子空間衰減因子S.A.=0??132dB.若D=75cm工作頻率工作頻率??2)cos1(log200??F=12GHz.總效率總效率

28、g=70%則天線增益則天線增益G=37.9dB.為獲得最高效率饋源歸一化方向圖為獲得最高效率饋源歸一化方向圖寬度的邊寬度的邊緣電平應(yīng)為緣電平應(yīng)為11dB.44.開槽天線與其互補天線的阻抗開槽天線與其互補天線的阻抗和滿足滿足sZdZ的關(guān)系是的關(guān)系是xy平面內(nèi)的等角螺旋天平面內(nèi)的等角螺旋天42??dsZZ線的方向圖近似為線的方向圖近似為.如果設(shè)計成自補形式如果設(shè)計成自補形式?cos或其輸入阻抗約為或其輸入阻抗約為60πΩπΩ.45.圓柱螺旋

29、天線的三種模式分別是法向模、軸圓柱螺旋天線的三種模式分別是法向模、軸向模、圓錐模向模、圓錐模.46.采用鏡像法寫出近地垂直振子天線的輻射阻采用鏡像法寫出近地垂直振子天線的輻射阻抗的表達式抗的表達式它與振子長度、振它與振子長度、振1111ZZZr??子截面半徑和離地高度及頻率有關(guān)子截面半徑和離地高度及頻率有關(guān).47.旋轉(zhuǎn)拋物面天線分為長焦距、中等焦距和短旋轉(zhuǎn)拋物面天線分為長焦距、中等焦距和短焦距三種情況焦距三種情況由其半張角由其半張角表示

30、的對應(yīng)條件分表示的對應(yīng)條件分別為別為和.20???20???20???48.為了得到最高的口徑效率為了得到最高的口徑效率天線的口徑場分天線的口徑場分布應(yīng)為均勻分布布應(yīng)為均勻分布為了降低天線旁瓣為了降低天線旁瓣口徑場分口徑場分布應(yīng)為錐削分布布應(yīng)為錐削分布.49.臂長為臂長為的垂直接地振子天線的輸入阻抗的垂直接地振子天線的輸入阻抗4?為36.55j21.55Ω其方向性系數(shù)為其方向性系數(shù)為3.28dB.50.收發(fā)天線計劃匹配是指接收天線的極化