天线原理课程知识点汇总及演示实验问题(2014春,II)
物理天线知识点总结
物理天线知识点总结一、天线的分类天线可以根据它的结构、工作频率、工作方式等不同特征进行分类。
根据天线的结构，天线可以分为线性天线、面状天线、体状天线等。
根据天线的工作频率，天线可以分为超高频天线、甚高频天线、高频天线等。
根据天线的工作方式，天线可以分为接收天线、发射天线、双工天线等。
此外，根据天线的工作原理，天线还可以分为定向天线、全向天线等。
二、天线的工作原理天线是通过改变电流和电压的分布来产生电磁波。
当电流通过天线时，会在天线上产生一个电磁场。
这个电磁场会向周围空间辐射出去，形成电磁波。
同时，当有外界的电磁波作用在天线上时，天线也会感应出电流和电压。
这样，天线在电磁波的发射和接收中发挥作用。
三、天线的设计方法天线的设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，包括天线的工作频率、方向性、增益、波束宽度、阻抗匹配等。
在天线的设计中，通常需要用到一些工具，如天线模拟软件、电磁场仿真软件等。
天线的设计方法包括复合结构天线的设计、微带天线的设计、阵列天线的设计等。
这些设计方法大大提高了天线的工作性能和可靠性。
四、天线的性能分析天线的性能分析是对天线的工作性能进行评估和优化的过程。
通过对天线的参数和特性进行测试和分析，可以了解天线的工作状况和性能指标，为天线的改进和优化提供依据。
常用的天线性能分析方法包括天线参数测量、天线阻抗匹配、波束宽度测量等。
五、天线的应用天线在无线通信、雷达、卫星通信、电视广播等领域中有着广泛的应用。
在无线通信系统中，天线是信息传输的关键设备，它的工作性能直接影响到通信系统的稳定性和可靠性。
在雷达系统中，天线是用来发射和接收雷达信号，它的性能直接影响到雷达的探测性能和分辨率。
在卫星通信系统中，天线是用来与卫星间进行通信，它的性能直接影响到卫星通信的质量和覆盖范围。
在电视广播系统中，天线是用来接收广播信号的，它的性能直接影响到电视节目的清晰度和稳定性。
总结：物理天线是无线通信和雷达系统中不可或缺的重要组成部分。
天线工作原理
天线工作原理天线是无线通信系统中不可或缺的设备，它起到接收和发送无线信号的作用。
本文将详细介绍天线的工作原理及其相关知识。
一、天线的基本概念天线是将电信号转化为电磁波或将电磁波转化为电信号的设备。
它一般由导电材料制成，如金属，并根据特定的原理进行设计和调整。
天线可以分为接收天线和发射天线两种类型。
二、天线的工作原理天线的工作原理基于电磁波的发射和接收。
下面将分别介绍接收天线和发射天线的工作原理。
1. 接收天线的工作原理接收天线通过接收电磁波将其转化为电信号。
当电磁波经过天线时，它会激发天线中的电荷，产生电流。
这个电流会经过连接到天线的电路，从而实现信号的解调和放大。
最终，这个电信号可以被传递到无线接收器，用于进行进一步的处理和解码。
2. 发射天线的工作原理发射天线将电信号转化为电磁波，以便进行无线传输。
当电信号通过连接到天线的电路时，它会产生交变电流。
这个交变电流会导致天线上的电荷也发生交变，从而产生电磁波。
这些电磁波会在空间中传播，并被接收天线接收到。
同样地，接收天线会将电磁波转化为电信号，以进行进一步的处理和解码。
三、天线的优化设计为了提高天线的工作性能，可以进行一些优化设计。
下面列举一些常见的优化设计方法。
1. 天线长度调整：天线的长度对于接收和发射的频率有直接影响。
通过调整天线的长度，可以使其与所传输的频率匹配，从而提高效率。
2. 天线形状设计：天线的形状对于天线的辐射模式有重要影响。
通过设计合适的天线形状，可以实现不同方向的辐射或接收，以满足具体的通信需求。
3. 天线材料选择：天线的材料对于信号的传输和接收也有一定影响。
根据需要选择导电性能好、损耗小的材料，以提高天线的性能。
四、天线在无线通信中的应用天线广泛应用于各种无线通信系统中，包括移动通信、卫星通信、无线局域网等。
下面列举几个常见的应用场景。
1. 移动通信：天线用于手机、基站等设备中，将电信号转化为电磁波进行传输，以实现无线通信。
有关天线的知识点总结
有关天线的知识点总结一、天线的工作原理天线的工作原理可以简单地理解为两个方面：接收信号和辐射信号。
当接收信号时，天线将接收到的电磁波转换成电信号；而在辐射信号时，天线将电信号转换成电磁波辐射出去。
这样一来，天线就起到了收发信号的作用。
二、天线的分类根据不同的分类标准，天线可以分为很多种类。
其中最常见的分类方法有以下几种：1. 按照频率分类：根据天线工作的频率范围不同，可以分为超高频天线、甚高频天线、超高频天线、微波天线等；2. 按照结构分类：根据天线的结构和形状不同，可以分为偶极子天线、单极天线、方向性天线、非方向性天线等；3. 按照用途分类：根据天线的用途不同，可以分为通信天线、导航天线、雷达天线、电视天线等。
三、天线的特性1. 增益：天线的增益是指天线辐射的电磁波功率与理想点源辐射的电磁波功率的比值。
增益越高，天线的辐射效率越高。
2. 阻抗：天线的输入阻抗是指天线在工作频率下的端口电阻。
一般来说，天线的阻抗要与传输线的阻抗匹配，否则会导致信号回波，影响通信质量。
3. 方向性：天线的方向性是指天线在空间中辐射和接收电磁波信号的能力。
方向性越好，天线的指向性就越强。
4. 带宽：天线的带宽是指天线可以工作的频率范围。
一般来说，带宽越宽，天线的适用范围就越广。
四、天线的设计和调试天线的设计和调试是天线工程师的主要工作之一。
在设计天线时，需要考虑到天线的工作频率、带宽、增益、方向性等参数，并根据具体的应用场景选择合适的天线结构和材料。
在调试天线时，需要使用专业的测试设备进行天线的性能测试，一般包括驻波比测量、辐射图测量、方向图测量等。
五、天线的应用天线的应用非常广泛，几乎涵盖了各个领域。
在通信领域，天线用于手机、基站、卫星通信等设备；在雷达领域，天线用于目标探测和跟踪；在导航领域，天线用于车载导航、航空导航等设备；在电视领域，天线用于接收地面数字电视信号等。
总的来说，天线作为一种重要的通信装置，在现代社会中有着不可替代的作用。
天线知识讲座讲解
天线部分一、天线理论知识天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其质量的优良和是否合理使用对无线通信工程的成败起到重要作用。
所以我们必须全面了解天线。
1、天线的方位图：方位图是天线电气性能的最重要指标它直接全面的反映出天线的辐射特性。
定义：天线的辐射电磁场在一定距离上随空间角坐标分布的图形。
由于电磁场的矢量特征包含了幅度、相位、极化方向等信息，因此，对应有：幅度方向图、相位方向图。
而电磁场的幅度可用场强和功率密度表示，所以，幅度方向图又分为场强方向图和功率方向图。
除非特殊说明，在一般情况下，通常天线方向图指的是功率方向图，幅度以dB为单位。
根据定义，天线的方向图是三维立体图，但实际获得完整的三维方向图是非常困难的。
通常根据天线的结构特点，选择两个或多个特征面测得该平面内的二维方向图如：E面方向图：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面；H面方向图：通过最大辐射方向并与磁场矢量平行的平面；水平面方向图（Horizontal）：是指与地面平行的平面内的方向图；垂直面方向图（Vertical）：是指与地面垂直的平面内的方向图。
当天线为垂直极化时，H面近似为水平面，E面近似为垂直面，如果天线为水平极化则情况正好相反。
E面图和H面图只是描述了天线的功率密度的分布情况，但不能定量的反映天线的主要特征。
为了更好的描述天线的方向图，常使用半功率波束宽度、副瓣电平、前后比、第一上副瓣抑制、第一下零点填充等都是描述方向图特征的指标。
2、波瓣：零功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方向之间的夹角。
半功率点波瓣宽度：在E面或H面的等距线上，主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍（或一半功率密度）的两辐射方向之间的夹角。
副瓣电平：在E面或H面的等距线上，副瓣最大值与主瓣最大值之比，通常用dB表示。
后瓣：与主瓣相反方向上的副瓣。
前后比：等距线上，主瓣功率密度最大值和后瓣功率密度最大值之比(dB)在实际应用中由于天线的上副瓣信号不能起到覆盖的作用，且常常造成越区覆盖的问题，所以我们会想方设法抑制这个方向上信号的发射，而一般与主瓣方向夹角较小的第一上副瓣的功率密度最大，影响最坏，所以我们以对它的抑制为考察指标：第一上副瓣抑制（FirstUpper Side Lobe Suppression ）。
天线基本知识汇总
天线基本知识汇总天线是无线通信系统的重要组成部分，它负责将电能转换为电磁波，将信号从传输介质（如空气）中发射出去或接收回来。
天线的性能直接影响着无线通信系统的质量和可靠性。
下面是关于天线基本知识的汇总。
1.天线的分类：根据应用领域和工作频率不同，天线可以分为不同的类型，如定向天线、全向天线、扇形天线、微带天线等。
2.天线的工作原理：天线的工作原理基于法拉第电磁感应定律，当电流通过天线时，它会产生一个电磁场，从而形成电磁波。
接收时，电磁波会被天线吸收，然后产生电流。
3.天线的参数：天线的主要参数包括频率范围、阻抗、增益、方向性、辐射效率等。
这些参数决定了天线的性能和适用场景。
4.天线的性能指标：-增益：天线将电能转换为电磁能的能力，通常以分贝（dB）为单位表示。
增益越高，天线的发射和接收距离越远。
-方向性：天线辐射或接收信号的特定方向能力。
定向天线具有较高的方向性，可以减少多径传播和干扰。
-阻抗：天线的输入或输出端口的电阻性质。
与发射端口匹配的阻抗可以最大程度地传递电能，减少反射损耗。
-波束宽度：天线主瓣的角度范围。
较窄的波束宽度意味着更好的方向性和更高的增益。
-辐射效率：天线将输入功率转换为有效辐射功率的能力。
辐射效率高的天线可以更好地实现远距离通信。
5.天线的结构和设计：天线的结构包含一个或多个导体元件，并且根据应用需求进行设计。
常见的天线设计包括垂直极化天线、水平极化天线、天线阵列、圆极化天线等。
6.天线的应用：天线在各种无线通信系统中广泛应用，包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达、无线电广播等。
7.天线的安装和调整：为了确保天线的性能，需要正确地进行安装和调整。
安装位置和方向的选择对天线的性能和覆盖范围至关重要。
8.天线的特殊设计：根据应用需求，一些特殊设计的天线得到了广泛应用，如室内小型天线、宽带天线、增强型天线等。
9.天线的未来发展：随着无线通信技术的不断发展，天线也在不断创新和改进。
天线知识个人总结
天线个人_总结
1.天线原理
2.极化方向
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；振动方向与地面垂直；
当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波；
一般通信当中使用的都是垂直极化；
水平极化收发天线摆放很难保证是平行的，而垂直极化只要垂直地面即可；
3.方向图（与极化方向不相关）
* H水平面方向图；水平切一刀；
* E为俯仰面方向图垂直切一刀；
可以理解在正中间位置垂直剖开，看到的方向图；
熊博说的天线是指中间那个凹陷会拉平一点，这样大飞机过顶时效果会好很多；
如果是过零点，尤其是收发天线两个角度都是过零点的；增益非常小；
是否可以将天线移动下角度，比如放置成水平位置；
2）零点填充
定向天线会将这个夹角弥补一下，来解决覆盖的盲区，向下的第一副瓣和主瓣之间的夹角填充后能够解决部分塔下黑的问题。
全向天线会将这个夹角弥补一下，来解决覆盖的盲区，向下的第一副瓣和主瓣之间的夹角填充后能够解决部分塔下黑的问题。
天线射频知识点总结
天线射频知识点总结一、天线的基本原理天线是一种能够将电磁波能量从导体中传输到周围的空间中的装置。
在基本的原理上，天线是通过在导体上施加交变电压或电流来产生电磁波。
当电流或电压在导体上发生变化时，就会产生电磁波，这些电磁波就会通过天线辐射到空间中。
在发射电磁波的过程中，天线需要满足一定的谐振条件，谐振条件是指天线的长度需要满足一定的整数倍波长的条件，这样才能够有效地将能量转换成电磁波并辐射出去。
同时，天线的结构也会影响到辐射的电磁波的方向、极化以及辐射效率等性能参数。
在接收电磁波的过程中，天线也需要满足一定的条件才能够有效地将电磁波转换为电信号。
在接收电磁波的过程中，天线也需要满足一定的条件才能够有效地将电磁波转换为电信号。
天线的极化、增益和方向性等性能参数都会影响到天线的接收性能。
二、天线的工作原理天线的工作原理主要是通过在导体上施加交变电压或电流来产生电磁波，然后将这些电磁波辐射到周围的空间中，或者将接收到的电磁波转换成电信号。
天线的工作原理涉及到电磁场的传播、辐射以及电磁场与导体的相互作用等知识点。
当电流或电压在导体上发生变化时，就会产生电磁波。
天线的结构和长度会影响到天线谐振的条件，谐振条件是指天线的长度需要满足一定的波长条件，这样才能够有效地将能量转换成电磁波并辐射出去。
在接收电磁波的过程中，天线也需要满足一定的条件才能够有效地将电磁波转换为电信号。
天线的极化、增益和方向性等性能参数都会影响到天线的接收性能。
三、天线的性能参数天线的性能参数包括谐振频率、增益、方向性、极化、带宽以及驻波比等。
1. 谐振频率：天线的谐振频率是指天线有效工作的频率范围，谐振频率与天线的长度相关，通常情况下，天线谐振频率的计算公式为f= 1⁄λ ，其中 f 是天线的谐振频率，λ是电磁波的波长。
2. 增益：天线的增益是指天线在某一特定方向上与标准参考天线相比的辐射功率的比值，常常用分贝（dB）来表示。
通常情况下，天线的增益与天线的尺寸、构造、方向性以及工作频率有关。
天线基础知识与原理
天线基础知识与原理天线是将电磁波能量从传输线（如电缆）转移到自由空间（如空气）中的器件。
它是无线通信系统中至关重要的组成部分，用于发送和接收无线信号。
天线的设计和原理对通信系统的性能具有重要影响。
天线的基本原理是通过电流激励器件使其发射或接收电磁波。
当电流通过天线时，会在天线上产生电磁场。
根据电磁场分布的不同，天线可以被分为不同的类型。
例如，一根直立的导体（如铜线）可以作为零度天线或全向天线使用，这意味着它能够在水平方向上发射或接收相同的信号强度。
另一个例子是定向天线，它可以集中发射或接收能量到特定方向。
天线的性能由几个关键参数决定。
其中一个是频率响应，也称为带宽。
天线应该在指定的频率范围内能够有效地工作。
另一个参数是增益，表示天线相对于理想的点源天线的增加或减少的能量。
增益可以用于改善信号传输和接收的效果。
其他重要的参数包括波束宽度、极化方式、输入阻抗等。
天线设计的关键是通过调整天线的几何形状和尺寸来满足特定的需求。
一种常见的天线类型是偶极子天线。
它由两根平行的导体构成，通常以半波长的长度排列。
偶极子天线适用于宽带应用，可以在几个频段上工作。
另一种常见的天线类型是微带天线，它采用薄片状的天线元件，并用绝缘基板支持。
微带天线适用于小型设备和集成电路上的应用，可以在不同的频率范围内工作。
天线的工作原理与物理学中的电磁波理论相关。
根据麦克斯韦方程组，电磁波由电场和磁场组成，并以光速传播。
当电流通过天线时，会产生电场和磁场的变化，并以电磁波的形式辐射出去。
电场和磁场的分布取决于天线的几何形状和电流分布。
天线的电磁辐射主要通过两种机制实现：辐射和导波。
辐射是指电磁波以空间波的形式传播，可以远离天线和传输线。
导波是指电磁波沿着天线和传输线传播，类似于输送能量的导线。
在不同的频率范围内，两种机制的相对重要性会有所不同。
要理解天线的基础知识，还需要了解一些天线的相关概念。
例如，VSWR（电压驻波比）是用于衡量天线和传输线之间匹配的参数，主要影响信号的传输效率。
天线原理基础知识大全
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天线的分类
•基站天线的结构或类型取决于业务区域的大小和形状以及蜂窝区 和信道数量
•从功能和天线特性的角度
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赋形波束设计
•赋形波束技术意义 ——提高空间频率复用度
•赋形波束类型 扇形波束 余割波束
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天线基础知识
一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术
研制和加工成本 可靠性----所需要的技术维护、安装连接及其费用 易损坏性----室外架设、锈蚀、腐烂 用户意见
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天线基础知识
一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术
§3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
系统要求及对应的技术
•旁瓣压缩
主波束附近的旁瓣压缩，可有效地缩小频率复用的距离
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天线基础知识
一、GSM天线发展趋向 二、天线设计的概念 三、基站天线的基本技术
§3.1 基站天线 §3.2 系统要求及对应的技术 §3.3 天线分类 §3.4 赋形波束设计 §3.5 天线分集 §3.6 无源交调 四、天线主要指标设计规范
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系统要求及对应的技术
3、频率复用技术 ——主波束倾斜，波束赋形技术
4、电磁波的衰落特性 ——分集技术：空间分集、计划分集
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系统要求及对应的技术
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•主波束倾斜
天线基础知识与原理ppt课件
振子结构相对复杂，加工 难度较大；特别是合金压铸 方式的半波振子。 成本较高。
微带贴片
振子形式简单，易于冷冲压 成型； 易于与微带功率分配网络一 体化设计； 成本相对较低。
交叉极化指标较差； 双极化贴片天线的极化隔 离度较差； 装配精度要求较高
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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子
常
规
套
全
筒 振
向
子
天
移
线
动
缩 短 套
通
筒
信
振 子
天
线
半
类
波
型
定
向
振 子
天
线
微
带
贴
片
高性能 一般型 高性能 一般型
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2、天线类型及各部件材质介绍---天线振子
半波振子VS微带贴片
振子形式
半波振子
优点
缺点
辐射效率高、交叉极化指标 较好； 单元辐射阻抗较易优化； 实现形式多样化，可采用印 制板、金属板冷冲压、锌合金 压铸等多种实现方式。
垂直面 E面
水平面波束宽度 = 360º 垂直面波束宽度= 78º
立体图
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3、天线原理及指标介绍---方向图
将“轮胎”压扁，信号就越集中，实际使用的天线就是采用一个或者多 个辐射单元来实现的。
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3、天线原理及指标介绍---辐射参数
辐射参数：
辐射参数评估：
--- 按重要性顺序排列
水平面波束宽度 电下倾角度 垂直面波束宽度 前后比 增益
较好
玻璃钢
2.3 1.2 差 -70℃～+150℃ 240 219 10110 UL94V-0 好 较好 好
分享：天线学习的三大必备知识点
分享：天线学习的三大必备知识点一、电磁波产生的基本原理按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化的磁场，而变化的磁场又要产生变化的电场。
这样，变化的电场和变化的磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。
周期性变化的磁场激发周期性变化的电场，周期性变化的电场激发周期性变化的磁场。
电磁波不同于机械波，它的传播不需要依赖任何弹性介质，它只靠“变化电场产生变化磁场，变化磁场产生变化电场”的机理来传播。
当电磁波频率较低时，主要籍由有形的导电体才能传递；当频率逐渐提高时，电磁波就会外溢到导体之外，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。
在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。
然而，在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能反回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。
根据以上的理论，每一段流过高频电流的导线都会有电磁辐射。
有的导线用作传输，就不希望有太多的电磁辐射损耗能量；有的导线用作天线，就希望能尽可能地将能量转化为电磁波发射出去。
于是就有了传输线和天线。
无论是天线还是传输线，都是电磁波理论或麦克斯韦方程在不同情况下的应用。
对于传输线，这种导线的结构应该能传递电磁能量，而不会向外辐射；对于天线，这种导线的结构应该能尽可能将电磁能量传递出去。
不同形状、尺寸的导线在发射和接收某一频率的无线电信号时，效率相差很多，因此要取得理想的通信效果，必须采用适当的天线才行！研究什么样结构的导线能够实现高效的发射和接收，也就形成了天线这门学问。
高频电磁波在空中传播，如遇着导体，就会发生感应作用，在导体内产生高频电流，使我们可以用导线接收来自远处的无线电信号。
二、天线在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
微波技术与天线考试重点复习归纳
第一章1.均匀传输线（规则导波系统）：截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统。
2.均匀传输线方程， 也称电报方程。
3.无色散波：对均匀无耗传输线, 由于β与ω成线性关系, 所以导行波的相速v p 与频率无关, 称为无色散波。
色散特性：当传输线有损耗时, β不再与ω成线性关系, 使相速v p 与频率ω有关,这就称为色散特性。
11010010110cos()sin()tan()()tan()cos()sin()in U z jI Z z Z jZ z Z z Z U Z jZ z I z j z Z ββββββ++==++2p v f πλβ===任意相距λ/2处的阻抗相同, 称为λ/2重复性z1 终端负载221021101()j z j zj zj zZ Z A e z e e Z Z A eββββ----Γ===Γ+1101110j Z Z e Z Z φ-Γ==Γ+ 终端反射系数 均匀无耗传输线上, 任意点反射系数Γ(z)大小均相等,沿线只有相位按周期变化, 其周期为λ/2, 即反射系数也具有λ/2重复性4.00()()()in in Z z Z z Z z Z -Γ=+ 0()1()()()1()in U z Z Z Z Z I z Z +Γ==-Γ 111ρρ-Γ=+ 1111/1/1Γ-Γ+=-+=+-+-U U U U ρ电压驻波比 其倒数称为行波系数, 用K 表示5.行波状态就是无反射的传输状态, 此时反射系数Γl =0, 负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即Z l =Z 0, 称此时的负载为匹配负载。
综上所述, 对无耗传输线的行波状态有以下结论: ① 沿线电压和电流振幅不变, 驻波比ρ=1;② 电压和电流在任意点上都同相; ③ 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗6终端负载短路：负载阻抗Z l =0, Γl =-1, ρ→∞, 传输线上任意点z 处的反射系数为Γ(z)=-e -j2βz此时传输线上任意一点z 处的输入阻抗为0()tan in Z Z jZ z β=① 沿线各点电压和电流振幅按余弦变化, 电压和电流相位差 90°, 功率为无功功率, 即无能量传输; ② 在z=n λ/2(n=0, 1, 2, …)处电压为零, 电流的振幅值最大且等于2|A 1|/Z 0, 称这些位置为电压波节点；在z=(2n+1)λ/4 (n=0, 1, 2, …)处电压的振幅值最大且等于2|A 1|, 而电流为零, 称这些位置为电压波腹点。
天线原理实验报告
Harbin Institute of Technology天线原理实验报告课程名称：天线原理院系：电信学院班级：姓名：学号：同组人：指导教师：刘北佳实验时间：2015/5/13实验成绩：哈尔滨工业大学一、实验目的1.掌握喇叭天线的结构、分类和特性参数。
2.掌握天线方向图的意义和测量方法。
3.对比分析几种天线的辐射特性和性能。
二、实验原理1.天线电参数天线电参数主要包括：方向图、方向性系数、有效长度、增益、效率、输入阻抗、极化、频带宽度。
1）方向图：天线的辐射电磁场在固定距离上随空间角坐标分布的图形，称为辐射方向图或辐射波瓣图。
2）方向性系数：在相同辐射功率，相同距离情况下，天线在某方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比。
3）有效长度：在保持天线最大辐射场强不变的情况下，假设天线上的电流为均匀分布时的等效长度。
4）增益：在相同输入功率，相同距离情况下，天线在某方向上的辐射功率密度与无方向性天线在该方向上的辐射功率密度之比。
5）效率：天线将导波能量转换成电波能量的有效程度。
6）输入阻抗：天线输入端呈现的阻抗值。
7）极化：天线在给定空间方向上远区无线电波的极化，即时变电场矢量端点运动轨迹的形状、取向和旋转方向。
8）频带宽度：天线电参数保持在要求范围内的工作频率范围。
2.喇叭天线喇叭天线由逐渐张开的波导构成。
按口径形状可分为矩形喇叭天线与圆形喇叭天线等。
波导终端开口原则上可构成波导辐射器，由于口径尺寸小，产生的波束过宽；另外，波导终端尺寸的突变除产生高次模外，反射较大，与波导匹配不良。
为改善这种情况，可使波导尺寸加大，以便减少反射，又可在较大口径上使波束变窄。
3.方向图测量（测试环境、最小测试距离、极化）测试环境：最理想的场地是自由空间，可以通过微波暗室来模拟，本次实验在实验室进行测量，测量过程中存在一定干扰；最小测试距离：实际测量中，发射天线到接收天线距离有限，为保证测量精度需规定被测天线入射波的幅度、相位条件来确定最小测试距离；极化：天线在给定空间方向上远区无线电波的极化，通常指天线在其最大辐射方向上的极化。
天线基础知识大全资料讲解
天线基础知识大全1天线1.1天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要1天线1.1 天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；等等分类。
*电磁波的辐射导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。
如图1.1 a 所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱；将两导线张开，如图1.1 b 所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。
必须指出，当导线的长度L 远小于波长λ 时，辐射很微弱；导线的长度L 增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。
1.2 对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子，见图1.2a 。
天线基础知识天线工作原理
天线基础知识天线⼯作原理 天线是⼀种变换器，它把传输线上传播的导⾏波，变换成在⽆界媒介中传播的电磁波，或者进⾏相反的变换。
以下是由店铺整理关于天线知识的内容，希望⼤家喜欢! 天线的定义 我们知道，通信、雷达、导航、⼴播、电视等⽆线电设备，都是通过⽆线电波来传递信息的，都需要有⽆线电波的辐射和接收。
在⽆线电设备中，⽤来辐射和接收⽆线电波的装置称为天线。
天线为发射机或接收机与传播⽆线电波的媒质之间提供所需要的耦合。
天线和发射机、接收机⼀样，也是⽆线电设备的⼀个重要组成部分。
天线的功⽤ 天线辐射的是⽆线电波，接收的也是⽆线电波，然⽽发射机通过馈线送⼊天线的并不是⽆线电波，接收天线也不能把⽆线电波直接经馈线送⼊接收机，其中必须经过能量转换过程。
下⾯我们以⽆线电通信设备为例分析⼀下信号的传输过程，进⽽说明天线的能量转换作⽤。
天线能量转换原理⽰意图 在发射端，发射机产⽣的已调制的⾼频振荡电流(能量)经馈电设备输⼊发射天线(馈电设备可随频率和形式不同，直接传输电流波或电磁波)，发射天线将⾼频电流或导波(能量)转变为⽆线电波—⾃由电磁波(能量)向周围空间辐射(见图1);在接收端，⽆线电波(能量)通过接收天线转变成⾼频电流或导波(能量)经馈电设备传送到接收机。
从上述过程可以看出，天线不但是辐射和接收⽆线电波的装置，同时也是⼀个能量转换器，是电路与空间的界⾯器件。
天线的⼯作原理 当导体上通以⾼频电流时，在其周围空间会产⽣电场与磁场。
按电磁场在空间的分布特性，可分为近区，中间区，远区。
设R为空间⼀点距导体的距离，在时的区域称近区，在该区内的电磁场与导体中电流,电压有紧密的联系。
在的区域称为远区，在该区域内电磁场能离开导体向空间传播，它的变化相对于导体上的电流电压就要滞后⼀段时间，此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流、电压有直接的联系了，这区域的电磁场称为辐射场。
必须指出，当导线的长度 L 远⼩于波长λ时，辐射很微弱;导线的长度 L 增⼤到可与波长相⽐拟时，导线上的电流将⼤⼤增加，因⽽就能形成较强的辐射。
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天线原理课程知识点汇总【A——了解，B——理解，C——掌握（深刻理解，熟练应用）】
附表1常见天线的方向性系数
附表2三种常见的均匀直线阵波瓣特性及方向性系数D（Nd＞＞λ）
附表3 口径场分布及其辐射特性
附表4口径场相差对辐射的影响
【例题1】 在给定了增益和工作波长的情况下，设计由理想导体制作的最佳喇叭天线的口径尺寸的求解过程如下：
（1）首先确定喇叭波导的尺寸a 和b ，请写出单模传输时a 和b 与波长λ满足的关系： a<λ<2a λ>2b
（2）确定了a 和b 以后，依次列写最佳喇叭所满足的两个关系式（不要求）：
x x R D λ3=①
y y R D λ2=②
（3）根据给定的增益G 和工作波长λ，结合最佳喇叭的口面利用系数ν就可以确定D x 和D y 的关系式，请写出这个关系式：
πν
λ42G
D D y x =
（4）请写出ν的值：
ν=0.51
【例题2】 某圆锥喇叭天线A 口面直径为20cm ，工作波长为3.0cm ，H 面主瓣内的方向性函数可以用公式3||100
()10
F ϕϕ-=表示，φ以度为单位，取值范围|φ|≤5º。
若采用该喇叭A 作
为发射天线，测试另一个口面直径为10cm 的相同波段的圆锥喇叭B 的方向图，请计算： [1]仅满足相位条件（接收天线中心和边缘处的最大相差不超过π/8）的最小测试距离； [2]仅满足幅度条件（接收天线中心和边缘处的最大幅度比不超过0.25dB ）的最小测试距离； [3]设发射天线A 的发射功率为10mW ，增益为23dB ，不计线缆损耗，若接收天线B 的口面利用系数为0.56，则B 天线按照[1]、[2]确定的最小测试距离摆放所能获得的最大接收功率是多少？ 【解】 [1] ()cm 6002
2
21min =+=λ
D D r
[2] 3||100
()10
F ϕϕ-=，|φ|≤5º，
20lg ()0.6||0.25dB F ϕϕ=-≥- 4167.0||≤ϕ
实际上要求
)4167.0tan(2
/min
2 ≤r D ，得cm 5.687min ≥r [3]取r min =687.5cm ，
t r t r G G r P P 2
min 4⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛=πλ
P t =10mW=10×10-3W ，
G t =23dB=200， ν=0.56
νλ
ππ2
2244⎪
⎭⎫ ⎝⎛=D G r
∴P r =14.8 μW
附图1 利用矢量网络分析仪、自动测试转台、辅助天线和计算机测试天线方向图和增益的基本原理框图
演示实验问题汇总
1、微波暗室包括吸收层和屏蔽层两部分组成，请回答这两部分是用什么材料实现的？
2、请分析一下微波暗室的吸收层的工作原理。
3、请简述微波暗室屏蔽层所使用的关键技术。
4、简述标准喇叭天线的结构，并说明它的增益与哪些因素有关。
5、我们所使用的微波暗室，收发天线之间的距离为5.4m ，发射天线口径为25cm×20cm ，工作频率为1-18GHz ，接收天线口径为30cm×25cm ，工作频率为0.5-5GHz ，请问能否测试出接收天线上限工作频率的方向图，并说明理由。
6、采用矢量网络分析仪测试接收天线所收到的信号幅度，在不考虑馈线损耗的情况下，试推导收发天线的信号幅度比值。
（已知条件为，信号频率f 、收发天线距离r 、各自增益G t 、G r 以及测试得到的S 21幅度值|S 21|。
）
7、矢量网络分析仪测试所得到的天线的S 11参数和电压驻波比（VSWR ）的关系。
8、矢量网络分析仪测试所得到的天线的S 11参数和天线输入阻抗Z in 的关系。
9、（电磁场与无线技术专业学生答）某天线的辐射电场为()jkz y x e E a j E a E -+=21
，请说明
该电场的极化形式，并推导出它的平均玻印廷矢量。
10、（电磁场与无线技术专业学生答）根据第9题，请回答出如何测试圆极化天线的增益。