天线极化综述
波导缝隙天线极化方式
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波导缝隙天线极化方式
波导缝隙天线是一种常用的微带天线,其结构简单、制作方便、性能
优良,因此在通信领域得到了广泛应用。
而波导缝隙天线的极化方式
则是其性能的重要指标之一。
本文将从水平极化和垂直极化两个方面,介绍波导缝隙天线的极化方式。
一、水平极化
水平极化是指电磁波的电场矢量与地面平行,垂直于电磁波传播方向
的一种极化方式。
在通信领域中,水平极化的应用较为广泛,因为其
在地面传播时,与地面的接触面积较大,能够有效地避免信号的衰减。
而波导缝隙天线的水平极化方式,是通过将天线的缝隙方向设置为水
平方向来实现的。
这种极化方式的优点是天线的辐射方向与地面平行,能够有效地提高信号的传输距离和稳定性。
二、垂直极化
垂直极化是指电磁波的电场矢量与地面垂直的一种极化方式。
在通信
领域中,垂直极化的应用也很广泛,因为其在空中传播时,能够有效
地避免信号的干扰。
而波导缝隙天线的垂直极化方式,则是通过将天
线的缝隙方向设置为垂直方向来实现的。
这种极化方式的优点是天线
的辐射方向与地面垂直,能够有效地避免地面反射信号的干扰,提高信号的接收质量。
总之,波导缝隙天线的极化方式是其性能的重要指标之一。
在实际应用中,应根据具体的场景需求选择合适的极化方式,以达到最佳的通信效果。
全极化微波辐射计天线极化纯度的分析
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全极化微波辐射计天线极化纯度的分析全极化微波辐射计是一种用于测量大气微波辐射的仪器。
它的主要部分是一个天线,负责接收和发射微波辐射。
在使用全极化微波辐射计时,天线的极化纯度是一个重要的参数,它影响仪器的精确度和可靠性。
天线极化纯度是指天线在接收和发射微波辐射时,其所具有的特定极化状态的能力。
一般情况下,天线的极化纯度是指天线的极化分量与总辐射能量的比值。
如果天线的极化纯度越高,那么它在接收和发射微波辐射时的性能就越好。
常见的天线极化状态有水平极化、垂直极化和圆极化。
在实际应用中,根据所测量微波辐射的极化状态选择合适的天线是非常重要的。
如果选择的天线极化纯度与被测量辐射的极化状态不匹配,那么测量结果将会产生误差。
为了分析全极化微波辐射计天线极化纯度,可以通过测量天线的极化分量和总辐射能量来计算。
需要测量天线在不同极化状态下的回波强度。
通过比较不同极化状态下的回波强度,可以确定天线的极化纯度。
另一种分析天线极化纯度的方法是使用定向天线和功率计。
将定向天线与全极化微波辐射计天线对准,测量定向天线接收到的辐射能量。
然后,将定向天线旋转90度,再次测量辐射能量。
通过比较两次测量结果,可以计算出全极化微波辐射计天线的极化纯度。
在实际应用中,需要注意的是,天线极化纯度的分析还应考虑到环境因素的影响。
天线周围可能存在遮挡物、反射等因素,这些都会对天线的极化纯度产生影响。
在进行分析时应尽量减少这些环境因素的干扰。
全极化微波辐射计天线极化纯度的分析是一个重要的任务,它影响着仪器的性能和测量结果的准确性。
通过适当的方法和技术,可以有效地进行天线极化纯度的分析,并优化仪器的性能。
天线的电磁理论及极化方式
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天线的电磁理论及极化方式摘要】在高频振荡电路中,电磁、磁电互变很快,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,无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律而变化的,这种现象称为无线电波的极化,在无线通信系统中,需要将来自发射机的高频电流能量转变为无线电波,或者将无线电波转换为高频电流能量,用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
【关键词】电磁天线极化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。
变化的电场和变化的磁场相互依赖、相互激发、交替产生,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,并以一定速度由近及远地在空间中传播出去,这就是电磁波产生的机理以及电磁波传播的基本规律。
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,主要依靠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,电磁、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,电磁、磁电互变很快,能量不可能完全反回原振荡电路,于是。
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,就希望能尽可能多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,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。
天线知识个人总结
![天线知识个人总结](https://img.taocdn.com/s3/m/b2bc1531a6c30c2259019ed7.png)
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。
螺旋天线综述
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螺旋天线综述螺旋天线是一种常用的无线电天线,其特点是具有较宽的频带,可以用于接收和发送多个频段的无线信号。
本文将对螺旋天线的原理、结构、优缺点及应用进行综述。
原理螺旋天线的工作原理是基于一种叫做“螺旋桨效应”的物理现象。
简单来说,就是通过同轴绕向布置导线,形成一个像螺旋桨一样的结构,可以实现线极化天线的作用。
螺旋天线的极化方式分为右手螺旋极化和左手螺旋极化两种,其区别在于绕向方向相反。
结构螺旋天线的结构包括两种:一种为单极性螺旋天线,另一种为双极性螺旋天线。
单极性螺旋天线由单个螺旋结构组成,其天线阻抗一般为50欧姆,适用于比较高频的通信频段,如卫星通信、无线电报等。
双极性螺旋天线则由两个螺旋结构沿同轴垂直布置而成,具有较为广泛的频带范围,适用于无线电通信、雷达、航空导航等领域。
优缺点螺旋天线的优点主要有以下几个方面:1.带宽宽广:由于螺旋天线的结构特点,可以实现比较宽的频带范围,适用于多频段信号的接收和发送。
2.极化选择:螺旋天线的绕向方向不同,可以实现两种不同的极化方式,适用于不同的无线通信系统。
3.抗干扰:螺旋天线的天线阻抗较为稳定,能够有效降低外界电磁干扰的影响。
4.功能丰富:螺旋天线可以通过组合、叠加等方式实现相应的天线功能,如工作频率的扩展、指向性增强等。
但是,螺旋天线也存在一些缺点:1.重量较大:由于螺旋天线需要布置较多的导线,其重量较大,不利于在一些特定场合的应用。
2.复杂度高:螺旋天线的结构较为复杂,需要精确的设计和制造,不利于量产和大规模应用。
3.成本较高:由于螺旋天线的制造工艺和材料要求较高,其成本也较为昂贵。
应用螺旋天线的应用范围较为广泛,包括:1.通信领域:螺旋天线可以用于卫星通信、无线电报、移动通信等领域。
2.雷达领域:由于螺旋天线的绕向方向可以实现两种不同的极化方式,能够用于雷达的接收和发射。
3.航空导航领域:螺旋天线可以用于飞行器的测距、速度、高度等导航应用。
4.无线电探测领域:螺旋天线可以用于接收和发送较低频的无线电信号,如气象探测、防御系统等。
(整理)天线的极化与多工器.
![(整理)天线的极化与多工器.](https://img.taocdn.com/s3/m/0be6d2242e3f5727a4e9623c.png)
五、天线的极化一、直线极化所谓电波的极化是指电场矢量的方向和电波传播方向间的相对关系。
电波传播时,电场矢量的振动总维持其特定的方向,如果在传播过程中电场矢量方向维持不变,叫做线极化。
通常,在工程上以地表面作为参考面,电场矢量E的方向与地面垂直,这种极化方式,叫做垂直极化。
电场矢量E的方向与地面平行,就叫做水平极化。
电场矢量E的方向与地面成一定角度,则仍线极化波,但它既具有水平极化分量,又具有垂直极化分量。
与地面垂直放置的发射天线发出的波是垂直极化波,与地面打平放置的发射天线发出的波是水平极化波。
由于发射天线发出的电波,要经过一段相当复杂的传播途径才能到达接收天线,因此,接收天线处的无线电波不一定是单一极化特性的电波。
例如电视室内鞭形接收天线,往往是与地面外交一定角度时收看的效果为最好。
二、圆极化若电场矢量在传播过程中不是固定在一个方向,而是旋转的,则电场矢量的端点将以等角速度旋转,其轨迹为一个圆,因此叫做圆极化波。
根据电场矢量的水平分量和垂直分量间的相位差的不同,旋转方向可以是右旋的或左旋的。
如果面向电波传去的方问,电场矢量E 作顺时针方向旋转,称右旋圆极化波;E作逆时针方向旋转,称左旋圆极化波。
把相位差90°或270°的水平极化波和垂直极化波两个波合成可得到圆极化波,见下图。
设 Ex=EmcosωtE y=E m sinωt合成电场是:E=22EyEx =Em=常数它的方向由下式决定:Ey =tgωttgα=Ex即α=ωt这表示合成电场的大小不随时间改变。
但方向却随时间改变。
合成电场的矢端在一圆上以角速度ω旋转。
当E y较E x滞后90°时,电场矢量沿逆时针方向旋转(左旋);当E y较E x超前90°时,电场矢量沿顺时针方向旋转(右旋)。
更为普遍的情况是,电场矢量的端点在一椭圆上旋转,这时就叫做椭圆极化波。
实际上圆极化只是椭圆极化的一个特例。
使用圆极化波的优点是:接收天线的位置在与地平面作任何倾斜、功能等效地进行接收,因而天线的位置如倾斜度等易于调节,使用圆极化波可改善重影,因为当圆极化的直射波是右旋时,电波遇到建筑物产生反射,反射波就变为左旋,利用接收机的鉴别作用,例如采用右旋圆极化天线接收,则可以达到改善重影的目的。
天线综述
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引言:在之前的学习过程中,我们学习了电磁波在无界空间的传播以及电磁波在不同媒质分界面上的折射与反射问题,本次的综述就是针对电磁波的产生与辐射做一些基本的说明。
而恰恰天线是电子系统中辐射或接收的基本装置,它是无线电通信、导航、雷达、测控、遥感、电子对抗及信息战等各种军用或民用系统必不可少的组成部分之一,地位十分重要。
空间电磁波场源是天线上的时变电流和电荷。
严格的说天线上的电流和由此电流激发的电磁场是相互作用的。
天线上的电流激发电磁场,电磁场反过来作用于天线,影响天线上电流的分布,所以求解天线辐射问题本质上就是求解一个边值问题,但根据麦克斯韦方程组求解比较困难,所以在实际问题处理中都是采用近似解法:把她处理成一个分布型问题,即先近似得出天线上的场源分布,在根据场源分布球外场。
天线的形式可大致分成线天线与面天线两大类。
本次只针对天线的参数与对称阵子天线作简要介绍。
一、天线的参数1.1辐射方向图1.1.1方向性函数与方向图天线的方向性函数,是指以天线为中心,在远区相同距离r的条件下,天线辐射场与空间方向的关系,是天线辐射场的相对值,用f(θ,φ)表示。
根据方向性函数绘制的图形,称为方向图。
为了便于比较不同天线的方向特性,常采用归一化方向性函数,归一化方向性函数定义为:上式中,∣E(θ,φ)∣和∣E∣分别为与天线为同一距离的、指定方向为(θ,φ) 的、max为方向性函数的最大值。
电场强度值和电场强度最大值,f(θ,φ)∣max例如,电基本振子的电场为,方向性函数为f(θ,φ)=sinθ,f(θ,φ)∣max =1 ,归一化方向性函数为:F(θ,φ)=sin θ。
由此方向性函数绘制的E 面方向图、H 面方向图和立体方向图如下图:天线的方向图由一个或多个波瓣构成。
天线辐射最强方向所在的波瓣称为主瓣,主瓣宽度是衡量主瓣尖锐程度的物理量。
主瓣宽度分半功率波瓣宽度和零功率波瓣宽度。
在主瓣最大值两侧,主瓣上场强下降为最大值的两点矢径之间夹角,称为半功率波瓣宽度,记为,半功率波瓣宽度是主瓣半功率点间的夹角。
天线极化综述
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天线极化综述班级:09电子(1)班姓名:周绕学号:0905072024完成时间:2011年11月15日目录一、天线的极化概念描述 (1)二、天线的极化分类 (1)1、线极化 (1)(1)、线极化描述 (1)(2)、线极化的数学分析 (1)2、天线的馈源系统 (2)3、极化波 (3)(1)、极化波的简介与分类 (3)(2)、极化波的应用 (3)4、圆极化 (3)(1)、圆极化的描述 (3)5、椭圆极化 (5)三、总结 (5)一、天线的极化概念描述天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上电场强度矢量的空间取向来定义的,是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。
由于电场与磁场有恒定的关系,故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。
二、天线的极化分类天线的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。
线极化又分为水平极化和垂直极化;圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化。
1、线极化(1)、线极化描述电场矢量在空间的取向固定不变的电磁波叫线极化。
有时以地面为参数,电场矢量方向与地面平行的叫水平极化,与地面垂直的叫垂直极化。
电场矢量与传播方向构成的平面叫极化平面。
垂直极化波的极化平面与地面垂直;水平极化波的极化平面则垂直于入射线、反射线和入射点地面的法线构成的入射平面。
(2)、线极化的数学分析(a)垂直极化 (b) 水平极化在三维空间,沿Z轴方向传播的电磁波,其瞬时电场可写为:= + 。
若=ExmCOS(wt+θx),=EymCOS(wt+θy) ,且与的相位差为nπ(n=1,2,3,…) ,则合成矢量的模为:这是一个随时间变化而变化的量,合成矢量的相位θ为:合成矢量的相位为常数。
可见合成矢量的端点的轨迹为一条直线。
与传播方向构成的平面称为极化面,当极化面与地面平行时,为水平极化,如图(a);当极化面与地面垂直时,为垂直极化波,如图(b)。
2、天线的馈源系统馈源是天线的心脏,它用作高增益聚集天线的初级辐射器,为抛物面天线提供有效的照射。
天线的极化与波束形成的简单实例
![天线的极化与波束形成的简单实例](https://img.taocdn.com/s3/m/3af80d136c85ec3a87c2c5ed.png)
郭远明
天线的极化
电偶极子天线
E面
H面
E面
H面
天线的极化
电磁波的传播方式
麦克思维方程组
天线的极化
▪ 定义:该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化,通常指其最 大辐射方向上波的极化。
水平极化 电场方向 垂直极化 种类
线极化
电场终端轨迹 圆极化 椭圆极化 右旋椭圆极化 天线极化与来波方向一致称作极化匹配,否则为极化失配,设角度 为ɑ,则失配因子为cos(ɑ) 左旋椭圆极化
▪根据不同坐标基下坐标矢量之间可得到电场 矢量在直角坐标中的坐标矢量为:
▪根据电场磁场以及坡印廷矢量间的关系有:
▪磁场矢量在直角坐标系中的坐标矢量为:
▪因此电场磁场在直角坐标系中的坐标矢量为:
电磁波的极化及其几何表征
•电磁波的极化信息主要取决于等相位面上的 两个正交方向的幅度比和相位差 旋转矩阵
椭圆率矢量
电磁波的极化及其相位表征
• 相位描述子,复电场矢量可表Fra bibliotek为:• Y方向电场幅度与X方向幅度之比
• Y 方向电场和X方向电场的相位差
空间电磁信号极化域-空域联合表 征
电磁波的极化及其相位表征
极化敏感阵列的定义及结构
▪空间电磁信号是矢量信号,是六维复矢量, 如果传感器阵列能够获得电磁矢量的全部或者 部分(至少高于一维),则称为极化敏感阵列
极化敏感阵列的性能优势
❶较强的抗干扰能力 ❷稳健的检测能力 ❸较高的分辨能力 ❹极化多址能力
电磁波的极化及其表征
• 设单色T瞬时值EM波沿+z方向传播,则有: 瞬时值
天线极化计算
![天线极化计算](https://img.taocdn.com/s3/m/d24af73258eef8c75fbfc77da26925c52cc59109.png)
天线极化计算
天线极化是指天线辐射电磁波的方向和方式。
常见的天线极化有水平极化、垂直极化、圆极化等。
在无线通信系统中,天线极化的匹配性是影响信号传输质量的重要因素之一。
因此,对于天线极化的计算和调整显得尤为重要。
天线极化计算的基本原理是通过天线的结构特点和电磁场理论,建立数学模型,计算出电场和磁场的极化方向和大小。
具体而言,需要考虑天线长度、宽度、高度、材料、输入端参数等因素,并根据辐射场的分布情况,进行电磁场仿真计算,得出天线的极化性能。
在实际应用过程中,天线极化计算通常是通过计算机辅助工具进行的,根据实际情况选择合适的天线模型和仿真软件,进行模拟计算和分析。
同时,在天线设计和调试过程中,也需要结合实测数据,对天线的极化性能进行验证和优化,以保证其最佳性能。
总之,天线极化计算是一项涉及多个学科知识的复杂任务,需要综合运用电磁场理论、天线设计原理、计算机仿真技术等方面的知识,以实现最佳的天线极化效果。
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相控阵天线极化角-概述说明以及解释
![相控阵天线极化角-概述说明以及解释](https://img.taocdn.com/s3/m/101dee052f3f5727a5e9856a561252d380eb2024.png)
相控阵天线极化角-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言概述相控阵天线是一种新型的天线技术,它通过控制每个天线单元的相位和幅度,实现波束的形成和方向的调控。
与传统的单个天线相比,相控阵天线具有快速指向、高增益、抗干扰等优势,因此被广泛应用于雷达、通信以及无线电频谱监测等领域。
本文将重点讨论相控阵天线极化角的相关内容。
极化角是指电磁波在传播过程中所具有的方向性和偏振性的角度特征。
相控阵天线的极化角在天线设计和应用中起着重要的作用。
合理的极化角设计可以提高天线的工作性能和系统的整体性能,同时也可以降低干扰和噪声的影响。
在接下来的正文中,我们将首先介绍相控阵天线的基本原理,包括天线单元的构成和工作原理。
然后,我们将详细探讨极化角的概念与意义,以及相控阵天线极化角的影响因素。
通过对这些内容的研究,我们可以更好地理解相控阵天线极化角的特性和影响,为天线设计和应用提供更有针对性的指导。
最后,我们将对相控阵天线极化角的重要性进行总结,并归纳极化角的影响因素。
同时,我们也将展望相控阵天线极化角在未来的发展趋势,以便读者更好地了解该领域的研究进展和应用前景。
希望本文能为相关领域的研究人员提供参考和借鉴,推动相控阵天线技术的发展和应用。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将分为引言、正文、结论三个部分来探讨相控阵天线极化角的相关内容。
引言部分首先对相控阵天线的概述进行介绍,解释相控阵天线的基本原理,及其在通信和雷达系统中的重要作用。
其次,定义了文章的目的,明确指出本文将重点讨论相控阵天线的极化角的概念、意义以及影响因素。
正文部分将详细论述相控阵天线极化角的基本原理。
首先,介绍了极化角的定义及其与天线极化状态之间的关系。
然后,讨论了相控阵天线极化角的概念与意义,包括天线的极化多样性、天线的电磁辐射特性等方面的内容。
接着,分析了相控阵天线极化角的影响因素,如工作频率、天线结构设计、天线元件的特性等。
结论部分对本文的研究内容进行了总结。
天线极化和距离的关系
![天线极化和距离的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/2d15719a5122aaea998fcc22bcd126fff7055dba.png)
天线极化和距离的关系
天线极化和距离的关系在通信领域中是一个非常重要的概念。
天线极化是指电磁波在传播过程中振动方向的特性,通常包括水平极化和垂直极化两种类型。
而天线极化和距离之间的关系则是指在通信过程中,天线极化类型对通信距离的影响。
首先,天线极化类型对通信距离有着直接的影响。
在实际的通信过程中,如果发送天线和接收天线的极化类型不一致,就会导致信号衰减和通信质量下降。
因此,在通信系统设计中需要考虑天线极化类型的匹配,以确保通信质量。
其次,在实际的通信应用中,通常会根据通信环境和需求来选择合适的天线极化类型。
例如,在城市中,由于建筑物和其他障碍物的存在,通常会选择垂直极化以减少多径衰减;而在开阔的平原地区,水平极化则可能更适合。
因此,天线极化类型的选择也会受到通信距离的影响。
另外,通信距离也会对天线极化类型的选择产生影响。
通常来说,随着通信距离的增加,信号衰减也会增加,因此需要更加谨慎地选择合适的天线极化类型来保证通信质量。
在一些需要长距离通信的场景中,如卫星通信或者无线电通信,天线极化类型的选择将会显得尤为重要。
综上所述,天线极化类型和通信距离之间存在着密切的关系。
在实际的通信系统设计和应用中,需要综合考虑通信环境、通信距离以及天线极化类型等因素,以选择合适的天线极化类型来保证通信质量。
只有在充分考虑了这些因素后,才能够实现稳定、高效的通信传输。
全极化微波辐射计天线极化纯度的分析
![全极化微波辐射计天线极化纯度的分析](https://img.taocdn.com/s3/m/03a06a227f21af45b307e87101f69e314232fa63.png)
全极化微波辐射计天线极化纯度的分析1. 引言1.1 研究背景在微波辐射计领域,天线的极化纯度是评估其性能优劣的重要指标之一。
全极化微波辐射计天线的极化纯度指的是天线在接收和发射信号时保持所需极化状态的能力,即天线接收到的信号极化状态与发送信号的极化状态完全一致。
在实际应用中,如果天线的极化纯度不高,会导致接收到的信号受到干扰,影响测量结果的准确性。
随着无线通信技术的发展和微波辐射计在气象、卫星通信等领域的广泛应用,对全极化微波辐射计天线极化纯度的研究越来越受到关注。
为了提高天线的性能和准确度,需要深入研究全极化微波辐射计天线极化纯度的影响因素,探讨提高其极化纯度的方法。
本研究旨在分析全极化微波辐射计天线极化纯度的现状与问题,并提出相应的解决方案。
希望通过本研究可以为全极化微波辐射计的设计与优化提供参考,提高其在实际应用中的性能表现。
1.2 研究目的研究目的:本文旨在探讨全极化微波辐射计天线的极化纯度及其影响因素,分析如何提高天线的极化纯度。
通过实验设计与方法的实施,我们将研究不同因素对全极化微波辐射计天线极化纯度的影响,并提出相应的改进方法。
通过对实验结果的分析,我们将验证这些改进措施的有效性,为提高全极化微波辐射计天线性能提供实用的指导。
本文旨在为相关领域的研究提供新的思路和方法,推动全极化微波辐射计天线性能的提升,促进该技术在气象、通信等领域的应用和发展。
1.3 研究意义全极化微波辐射计天线极化纯度的研究意义在于提高微波辐射计的测量精度和准确性。
微波辐射计是用于测量大气中的微波辐射强度和其频率特性的重要仪器,对于气象、气候和环境监测具有重要意义。
而全极化微波辐射计天线的极化纯度影响了测量结果的准确性,因此对其进行深入研究具有重要的应用价值。
通过分析全极化微波辐射计天线极化纯度的影响因素和提高方法,可以有效改善其测量性能,并为气象学、气候学和环境监测等领域提供更加可靠的数据支持。
本研究的开展将进一步完善微波辐射计的天线设计和测量方法,促进微波辐射计在气象科学和环境监测领域的应用,有助于提高大气辐射观测数据的质量和精度,推动相关领域研究的深入发展。
天线极化的理论分析及在雷达对抗中的应用分析
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天线极化的理论分析及在雷达对抗中的应用分析摘要:本文从雷达对抗的角度分析了天线极化特征,阐述了雷达天线极化定义、特征及其在雷达对抗中的应用。
分析表明,极化是雷达对抗中一种重要的技术手段,能有效提高雷达对抗系统的探测能力和抗干扰能力。
虽然当前在雷达天线极化方面还存在很多问题,但随着计算机技术、电磁场理论以及软件无线电技术的不断发展,天线极化技术将会有一个长足的发展,从而为提高雷达对抗能力提供更好的技术支撑。
关键词:天线极化;理论分析;雷达对抗;应用天线是雷达系统的重要组成部分,而极化是雷达信号处理技术领域的一个重要课题。
由于电磁波具有空间相关性和时间相关性的特征,电磁信号经过多个通道后其空间相位信息会发生改变,在天线上表现为不同极化形式的回波,即极化波。
极化是一种非常重要的电磁特征,它对于目标的识别和探测、信号处理等都有重要的作用。
在雷达对抗中,极化是一种非常重要的技术手段,因为极化方式的不同,使得雷达系统对不同极化特征目标(如地杂波、杂波目标、多径信号等)具有不同的反应方式。
为了提高雷达对抗系统的探测能力和抗干扰能力,雷达系统一般会采用极化欺骗等干扰措施来提高雷达系统对目标信号的识别能力。
另一方面,极化干扰也会影响目标本身特性(如距离、速度、角度等),从而使目标识别变得更加困难。
因此,为了提高雷达对抗系统对目标识别能力,需要采取一定手段来改变天线极化方式。
1.雷达天线极化的定义雷达天线极化是指雷达在工作时,其接收信号的方向和形式,即信号的电尺寸和方向。
它可以通过天线的极化方式来描述,而不仅仅是接收信号的极化方式。
电尺寸是指雷达发射和接收信号的波长。
当雷达发射信号时,它会发送一个电磁波,这个电磁波的路径会经历两个不同的极化方向,即垂直极化和水平极化。
这两个极化方向通过天线连接在一起,形成一个波束。
而这个波束的方向就是天线的极化角度。
方向是指雷达接收信号时,其接收路径上的电尺寸大小。
它可以通过接收信号的电场和磁场强度来计算,并通过波束指向和方向图来描述。
全极化微波辐射计天线极化纯度的分析
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全极化微波辐射计天线极化纯度的分析引言在微波辐射计中,天线的极化纯度是一个非常重要的参数。
极化纯度可以影响辐射计的测量精度和准确性,因此对于天线的极化纯度进行分析和优化是必不可少的。
本文将对全极化微波辐射计天线极化纯度进行深入分析,探讨极化纯度的影响因素以及提高极化纯度的方法。
一、极化纯度的定义和重要性极化纯度是指天线所辐射的电磁波的极化状态与其实际要辐射的电磁波的极化状态之间的匹配程度。
极化纯度的值通常用0到1之间的数值来表示,数值越接近1,表明天线的极化纯度越高。
极化纯度的定义可以用以下公式来表示:极化纯度 = (实际极化强度)^2 / (总极化强度)^2二、影响极化纯度的因素1. 天线设计天线的设计是影响极化纯度的重要因素之一。
在天线的设计过程中,需要考虑在设计频率范围内的设计目标:如增益、方向性、驻波比、极化纯度等,并对这些目标进行综合优化。
天线的结构和材料等因素都会对其极化纯度产生影响,因此在天线设计过程中需要进行充分的仿真和优化。
2. 天线安装天线的安装位置和姿态也会对其极化纯度产生影响。
在实际应用中,天线的安装位置往往受到限制,有时会受到周围环境的影响,从而影响其极化纯度。
在安装天线时需要考虑周围环境的影响,并采取合适的措施来降低这些影响,以提高天线的极化纯度。
3. 天线制造工艺天线的制造工艺也会对其极化纯度产生影响。
在天线制造过程中,由于材料、工艺等因素的影响,可能会导致天线的结构和性能出现一定的偏差,从而影响其极化纯度。
在天线的制造过程中需要严格控制各项工艺参数,以确保天线具有较高的极化纯度。
四、结论天线的极化纯度是微波辐射计中一个非常重要的参数,对于辐射计的测量精度和准确性有着直接的影响。
在实际应用中,我们需要充分考虑天线设计、安装和制造工艺等因素,来提高天线的极化纯度。
通过优化天线设计、安装和制造工艺,可以有效提高天线的极化纯度,从而提高微波辐射计的测量精度和准确性。
希望本文的分析对于全极化微波辐射计天线极化纯度的研究有所帮助,也为相关领域的研究提供一定的参考价值。
全极化微波辐射计天线极化纯度的分析
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全极化微波辐射计天线极化纯度的分析引言微波辐射计是一种用来检测大气辐射的仪器,它可以测量大气中不同波长范围内的辐射能量,并提供有关气候变化和天气预报的重要数据。
而天线则是微波辐射计中至关重要的部分,其性能直接影响到辐射计的测量精度和准确度。
在天线设计中,极化纯度是一个重要的性能指标,影响着天线对辐射的接收和发射效果。
本文将对全极化微波辐射计天线极化纯度进行分析,并探讨其影响因素和提高方法。
一、全极化微波辐射计天线极化纯度的定义全极化微波辐射计天线极化纯度是指天线在接收或发射辐射时,能够保持输入或输出的信号极化状态不受影响的能力。
在实际应用中,天线的极化纯度通常通过指标P来衡量,其中P=1表示极化纯度完美,P=0表示完全失极化。
提高天线的极化纯度可以提高辐射计的测量精度和准确性。
二、全极化微波辐射计天线极化纯度的影响因素1. 天线结构设计天线的结构设计对极化纯度有着直接的影响。
例如在天线设计中,如果存在较大的尖端容差或者不良的匹配,天线的极化纯度将受到严重影响。
天线的制造工艺和材料选择也会对极化纯度产生重要影响。
2. 天线安装环境天线安装环境也是影响极化纯度的重要因素之一。
在实际应用中,天线可能会因为受到外界环境的影响而产生摆动、变形等现象,从而降低极化纯度。
在设计和安装天线时,需要考虑周围环境对极化纯度的影响,并采取相应的措施来进行优化。
3. 天线工作频率天线工作频率是影响极化纯度的另一个重要因素。
在辐射计中,天线需要工作在特定的射频频率范围内,而不同频率下的天线极化纯度也会有所不同。
天线的频率响应特性对极化纯度有着重要的影响。
2. 加强对天线的安装环境控制在天线安装环境方面,可以采取一些措施来加强对天线的固定和保护,避免外界环境对天线极化纯度的影响。
例如对天线进行加固、设置防护罩等措施,以确保天线在安装环境下能够保持稳定的工作状态。
3. 提高天线的频率响应特性通过设计和选择合适的电路和器件,可以改善天线在不同频率下的性能表现,从而提高天线的极化纯度。
天线的极化天线的极化
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(二)基站天线
1、基站天线的分类 基站天线按照天线的辐射方向可以分为定向天线和全向天线( 亦称无方向性天线);根据调整方式可分为机械天线和电调天线; 根据极化方式可分为双极化天线和单极化天线。 全向天线的水平方向图为一个圆;定向天线的水平方向图为一 个确定的方向,辐射方向的范围用半功率角描述,角度越小,方向 性越尖锐。
二基站天线二基站天线2基站天线美化与伪装的应用二基站天线场景分类场景描述美化伪装方式广场视野开阔绿化较好周围建筑较少仿生树景观塔灯箱型街道人流量大车流量大话务量高要求天线高度不高灯箱型天线遮挡或隐蔽风景区绿化好景观优美仿生树景观塔商业区楼房密集楼房高度较高大楼造型丰富一体化天线广告牌变色龙外罩住宅小区低层住宅小区楼顶结构一般为斜坡楼房高度较低一体化天线特型天线高层住宅小区楼顶结构一般为平顶楼房高度较高方柱型外罩圆柱形外罩空调室外机外罩工厂区建筑物较低的工厂区水罐型外罩灯杆型外罩景观塔仿生树建筑物较高的工厂区广告牌方柱型外罩圆柱形外罩空调室外机外主干道路铁路高速公路国道等车流量大周围环境开阔天线高度较高仿生树景观塔广告牌
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(四)天线的技术指标
5、天线的倾角 当天线垂直安装时,天线辐射方向图的主波瓣将从天线中心开 始沿水平线向前。为了控制干扰,增强覆盖范围内的信号强度,即 减少零凹陷点的范围,一般要求天线主波束有一个下倾角度。 天线下倾有两种方式:机械的方式和电调方式。机械天线即指 使用机械调整下倾角度的移动天线,机械天线的天线方向图容易变 形,其最佳下倾角度为1°~5°;电调天线即指使用电子调整下倾 角度的移动天线,电调天线改变倾角后天线的方向图变化不大。
问题引入
• 移动通信网络为用户提供优质的无线接入服务于其特有 的工程技术是密切相关的。
• 那么移动通信中的天线是什么?无线电波在传播中有哪 些特点?
天线的极化概要
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天线的极化
无线电波的极化是指电场方向和传播方向两者的
关系。
它表示在最大辐射方向上电场矢量的取向。
在实际
中,由于发射天线的具体放置不同,使电场只有垂直或只有
平行于地面方向的分量,前者称为称垂直极化波,我国的广
播发射天线是垂直于地面的,故是垂直极化波;后者称为水
平极化波,我国电视、调频广播用的是水平极化波,它们的发射天线是平衡于地面的,如图2所示。
另外还有螺旋极化波,有左螺旋极化和右螺旋极化之称。
定向天线 极化方式
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定向天线极化方式
(原创版1篇)
篇1 目录
1.定向天线的概述
2.定向天线的分类
3.极化方式的定义和分类
4.定向天线极化方式的选择
5.定向天线极化方式的应用
篇1正文
一、定向天线的概述
定向天线是一种具有特定方向性的天线,它能够在某个特定方向上发射和接收无线电波,而在其他方向上的信号强度相对较弱。
定向天线在通信、广播、导航等领域有着广泛的应用。
二、定向天线的分类
根据天线结构的不同,定向天线可分为线形定向天线和面形定向天线。
线形定向天线主要包括垂直天线和水平天线,面形定向天线则包括圆盘天线和抛物面天线等。
三、极化方式的定义和分类
极化方式是指无线电波在传播过程中,电场矢量的振动方向。
根据电场矢量的振动方向,极化方式可分为线性极化和圆极化两种。
线性极化包括水平极化和垂直极化,而圆极化则是指电场矢量的振动方向在传播过程中不断旋转。
四、定向天线极化方式的选择
在实际应用中,选择定向天线的极化方式需要考虑信号传播的环境、
接收设备的性能以及系统的性能要求等因素。
例如,在通信系统中,为了减少多径效应和信号干扰,通常会选择垂直极化或圆极化的定向天线。
五、定向天线极化方式的应用
定向天线极化方式在各种通信、广播、导航等领域都有广泛应用。
例如,在我国的北斗卫星导航系统中,地面站和卫星之间就采用了定向天线和垂直极化方式进行信号传输。
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天线极化综述班级:09电子(1)班姓名:周绕学号:0905072024完成时间:2011年11月15日目录一、天线的极化概念描述 0二、天线的极化分类 01、线极化 0(1)、线极化描述 0(2)、线极化的数学分析 02、天线的馈源系统 (1)3、极化波 (2)(1)、极化波的简介与分类 (2)(2)、极化波的应用 (2)4、圆极化 (2)(1)、圆极化的描述 (2)5、椭圆极化 (4)三、总结 (5)一、天线的极化概念描述天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上电场强度矢量的空间取向来定义的,是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。
由于电场与磁场有恒定的关系,故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。
二、天线的极化分类天线的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。
线极化又分为水平极化和垂直极化;圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化。
1、线极化(1)、线极化描述电场矢量在空间的取向固定不变的电磁波叫线极化。
有时以地面为参数,电场矢量方向与地面平行的叫水平极化,与地面垂直的叫垂直极化。
电场矢量与传播方向构成的平面叫极化平面。
垂直极化波的极化平面与地面垂直;水平极化波的极化平面则垂直于入射线、反射线和入射点地面的法线构成的入射平面。
(2)、线极化的数学分析(a)垂直极化 (b) 水平极化在三维空间,沿Z轴方向传播的电磁波,其瞬时电场可写为:= + 。
若=ExmCOS(wt+θx),=EymCOS(wt+θy) ,且与的相位差为nπ(n=1,2,3,…) ,则合成矢量的模为:这是一个随时间变化而变化的量,合成矢量的相位θ为:合成矢量的相位为常数。
可见合成矢量的端点的轨迹为一条直线。
与传播方向构成的平面称为极化面,当极化面与地面平行时,为水平极化,如图(a);当极化面与地面垂直时,为垂直极化波,如图(b)。
2、天线的馈源系统馈源是天线的心脏,它用作高增益聚集天线的初级辐射器,为抛物面天线提供有效的照射。
(1)有合适的方向图。
馈源初级方向图不能太窄,否则抛物面不能被全部照射;但也不能太宽,以免功率泄漏过多。
另外,初级方向图应接近于旋转对称,最好没有旁瓣和尾瓣。
(2)有理想的波前。
圆抛物面天线要求馈源的波前为球面,以确保该相位中心与焦点重合时抛物面口径场的相位均匀分布。
否则,会引起天线方向图畸变、增益下降、旁瓣升高。
(3)无交叉极化。
即无干扰主极化的交叉分量,要求馈源辐射场的交叉化分量尽可能小。
(4)阻抗变化平稳。
要求在工作频段内,馈源的输入阻抗不应变化过大,以保证和馈线匹配。
(5)尺寸尽量小。
完整的馈源系统主要由馈源喇叭、90°移相器和圆矩变换器几部分组成。
馈源按使用的方式可分为前馈馈源和后馈馈源。
按卫星频段可分为C频段馈源和Ku频段馈源;目前已开发出C和Ku频段的共用馈源。
前馈馈源一般应用于普通的抛物面天线,后馈馈源一般应用于卡塞格伦天线。
抛物面天线常用馈源形式有角锥喇叭、圆锥喇叭、开口波导和波纹喇叭等。
前馈馈源中使用最多的是波纹槽馈源;再有一种叫带扼流槽的同轴波导馈源。
后馈馈源喇叭常用的是介质加载型喇叭,它是在普通圆锥喇叭里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。
偏馈天线要选用偏馈馈源,偏馈馈源盘的波纹呈漏斗状,而正馈馈源的波纹盘为水平状。
3、极化波(1)、极化波的简介与分类线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。
电场的两个分量没有相位差(同相)或相位差为180度(反相)时,合成电场矢量是直线极化。
当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。
若电场矢量在空间描出的轨迹为一个圆,即电场矢量是围绕传播方向的轴线不断地旋转,则称为圆极化波。
圆极化波可由两正交且具有90度相位差的分量合成产生,根据矢量端点旋转方向的不同,圆极化可以是右旋的,也可以是左旋的。
具体判断可按如下方式进行:将右手大拇指指向电磁波的传播方向,其余四指指向电场强度E的矢端并旋转,若与E的旋转一致,则为右旋圆极化波;若与E的旋转相反,则为左旋圆极化波。
不同极化(偏振)可看作若干个具有同传播方向同频率的平面电磁波合成的结果。
若场矢量具有任意的取向、任意的振幅和杂乱的相位,则合成波将是杂乱的。
(2)、极化波的应用在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式,雷达、导航、制导、通信和电视广播上广泛采用圆极化波。
因为一个线极化波可以分解为两个振幅相等、旋向相反的圆极化波,一个椭圆极化波可以分解成两个不等幅的、旋向相反的圆极化波,用圆极化天线来接收信号的话,不管发射的极化方式如何肯定能收到信号,不会出现失控的情况。
在工程应用上接收极化波时,天线上均装有极化器,它是完成线极化或圆极化变化的器件。
在结上有两种:一种是在波导内插入介质片,另一种是在圆波导中通过轴线的纵面内对称插入多颗螺钉构成,也称作移相器。
当接收圆极化波时,调整波导内的移相器位置可完成左旋圆极化和右旋圆极化的接收;当接收线极化波时,去掉波导内移相器,调整高频头在馈源支架中的左右活动方向(高频头已与馈源相连接),便可完成水平或垂直极化波的接收。
在接收线极化波的情况下,将移相器取下的目的是:当卫星接收天线接收线极化波时,即使将移相器与波导垂直(可收线极化波),不移相也会产生损失,会使天线噪声增加。
这也是目前市场上销售接收线极化波的中小口径天线的波导内没有移相器的原因之一。
所以,若移相器是螺钉对称排列的,用螺丝刀将其全部旋出与圆波导内壁持平即可。
4、圆极化(1)、圆极化的描述当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360°周期的变化,即电场大小不变,方向随时间变化,电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时,称为圆极化。
在电场的水平分量和垂直分量振幅相等,相位相差90°或270°时,可以得到圆极化。
圆极化,若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系,称右圆极化;反之,若成左螺旋关系,称左圆极化。
圆极化信号是指电磁波在传送过程中以螺旋旋转的方式传播。
其旋转方向决定其极化方式。
以顺时针方向旋转传播的电磁波称之为右旋极化,用字母R表示;以逆时针方向旋转传播的电波称之为左旋极化,用字母L表示。
一些早期发射的卫星采用的是圆极化方式。
圆极化电波相对于线极化电波最主要的优点是接收时不用调整极化角。
在国内很难寻找到专用的圆极化馈源和高频头。
一般都是用线极化馈源高频头来接收圆极化波,但是直接用线极化馈源收视圆极化波信号要损失3dB。
用线极化馈源接收圆极化波常采用的是移相技术,把圆极化波转换成线极化波,这就是在普通线极化馈源中加装移相器,来实现圆极化广播卫星电视信号的正常接收。
移相器有螺钉移相器和介质移相器之分,而采用介质移相器较简单,适合业余条件下动手制作。
介质移相器俗称极化片或介质极化片。
介质极化片的材料要用微波损耗小的聚四氟乙烯,俗称特富龙Teflon类的有机绝缘材料,也可用有机玻璃或其它塑料片,厚度不够可用2~3层粘合。
C 波段介质极化片其实就是一个长方形的绝缘片,长度约为圆极化波的波长7cm 左右,宽度视波导管内径,一般在5.5cm~6.0cm间,介质极化厚度约6mm。
波导管长筒形介质极化片长度选用一个波长,如OS-222普斯类,波导管短筒选用半个波长为宜PBI-1200类。
(2)、圆极化的数学分析(c) 右旋圆极化 (d) 左旋圆极化若与的幅度相等,相位差为(2n+1)π/2 时,则 :是常数,而相位随时间t而变化:故合成矢量端点的轨迹为一个圆。
根据电场旋转方向不同,圆极化可分为右旋和左旋两种。
观察者沿波的传播方向看去,电场矢量在截面内顺时针方向旋转(满足右手定测)称右旋极化,如图(c),逆时针方向旋转(满足左手定测)称左旋转化,如图(d)。
因此,若超前π/2 ,则为右旋极化波,若落后π/2 ,则为左旋极化波。
5、椭圆极化若与的幅度和相位差均不满足上述条件时,合成矢量端点的轨迹为一个椭园。
椭圆极化波的椭圆长短轴之比,称为轴比,当椭圆的轴比等于1,椭圆极化波即是圆极化波。
当轴化为∞时,电波的极化为线极化。
根据电场旋转方向不同,椭圆极化和圆极化可分为右旋和左旋两种。
观察者沿波的传播方向看去,电场矢量在截面内顺时针方向旋称右旋极化,逆时针方向旋转称左旋转化。
电波的极化特性是由发射天线决定的,反过来不同极化的电波则要求天线与之极化匹配,即线极化天线只能辐射或接收线极化波,并且,水平极化天线只能接收由水平极化天线辐射的水平极化波,不能接收由垂直极化天线辐射的垂直极化波,反之亦然。
圆极化天线只能发射或接收圆极化波,并且,右旋圆极化天线只能接收右旋圆极化天线发射的右旋圆极化波,而不能接收左旋圆极化波,反之亦然。
卫星电视广播有的用线极化波,有的用圆极化波。
一般卫星电视接收天线都设计成能工作于接收线极化和圆极化波两种状态。
(e) 右旋椭圆极化 (f) 左旋椭圆极化三、总结天线的极化应用非常广泛,极化也是天线的一种现象,值得注意的是,若卫星电视广播的电磁波为右旋圆极化波,但右旋圆极化波经反射面一次反射则变为左旋圆极化,所以,进入前馈天线馈源的圆极化是左旋的。
对于后馈天线而言,入射波经主、副反射面二次反射后,仍然为右旋圆极化波。