天线理论与技术课程内容(10.10)

合集下载

《天线理论与设计》大纲

《天线理论与设计》研究生课程教学大纲

课程类别：专业基础课课程名称：天线理论与设计

开课单位：信息与通信工程学院课程编号：

总学时：20 学分：1

适用专业：电子与通信工程

先修课程：大学物理、矢量分析与场论、电磁场与电磁波

一、课程在教学计划中地位、作用

天线理论与设计主要研究无线电波传播的辐射与接收，从理论上阐述天线的基本原理，天线的类型与应用范围，常用天线的形式，结构，性能，以及测试与设计方法，通过本课程的学习和实践，使学生能够比较系统和全面地掌握天线理论与设计的基本概念、原理和主要先进而实用的技术，了解天线理论与设计的技术特点、发展和实际应用情况，具备一定的天线理论与设计理论基础。为今后从事天线理论与设计打下基础。

二、课程内容、基本要求

第1章天线基础知识

1．了解天线在无线系统中的作用、天线的分类

2．掌握电流元、磁流元的辐射

3．掌握发射天线的电参数、互易定理与接收天线的电参数，理解各项参数的基本概念

4．掌握对称振子的基本特点、理解天线阵的方向性、对称振子阵的阻抗特性，学会天线阵的参数分析方法

5．了解无限大理想导电反射面对天线电性能的影响

第2章简单线天线

1．理解水平对称天线的方向性、输入阻抗、方向系数、尺寸选择，掌握常用水平对称天线的设计方法

2．掌握不同直立天线的基本特点与设计方法

3．理解环形天线的基本特性与设计方法

4．理解引向天线与背射天线的工作特点

第3章行波天线

1．理解行波单天线及菱形天线的工作原理与应用场合，掌握此类天线的参数分析方法

2．理解螺旋天线的工作原理与应用场合，掌握螺旋天线的参数分析方法

天线基本理论《微波技术与天线》培训讲解

雷达系统中的天线用于发射和接收无线电波，实现目标探测、跟踪和识别等功能。
雷达天线的设计需要考虑波束指向、波束宽度、极化方式等因素，以确保雷达的探测精度和抗干扰能力。
雷达天线通常分为脉冲雷达和连续波雷达，它们的原理和应用有所不同。
雷达系统广泛应用于军事、气象、航空、航天等领域。
06
天线设计与优化
02
常见天线类型及应用
偶极子天线
总结词
最基本的天线结构之一，由两个对称的振子组成，具有水平全向的辐射方向图。
详细描述
偶极子天线广泛应用于广播和电视接收、移动通信等领域。其结构简单，易于制作和调整，成本低廉。由于其水平全向的辐射特性，偶极子天线适用于需要覆盖较大区域的通信系统。
螺旋天线
总结词
在均匀圆阵列中，各天线单元的激励幅度相等，相位则根据阵列的波束指向和天线单元的排列位置确定。
与均匀线阵列相比，均匀圆阵列具有更好的空间覆盖能力和更高的增益。
均匀圆阵列的主瓣宽度和副瓣电平取决于阵列的单元数目、单元间距以及波长等因素。
05
天线在通信系统中的应用
移动通信基站天线
移动通信基站天线用于接收和发送无线信号，实现移动设备
优化设计
基于数学模型，采用优化算法对天线参数进行优化，以实现最佳性能。
实验验证
根据优化结果，制作天线样品，进行实验测试和验证。

天线原理与设计_讲义10

(8.4)
ε 0 e − jβ r 同理： F = 4π r
∫∫ M e
s s
jβ r ′ cosψ
ε 0 e − jβ r L ds′ = 4π r
(8.5)
⎧ N = J s e jβ r′ cosψ ds′ = ( x ˆJ x + y ˆJ y + z ˆJ z )e jβ r′ cosψ ds′ ∫∫ ∫∫ ⎪ s s 式中， ⎨ jβ r ′ cosψ ˆM x + y ˆM y + z ˆM z )e jβ r′ cosψ ds′ ds′ = ∫∫ ( x ⎪ L = ∫∫ M s e ⎩ s s
(8.21)
⎧ x = ρ cos ϕ ′ ⎨ ⎩ y = ρ sin ϕ ′
，
dxdy = ρ d ρ dϕ ′
(8.22)
将(8.21)、(8.22)代入(8.19) 、(8.20)得：
(8.13)
(8.14)
203
《天线原理与设计》讲稿
王建
Aϕ ⎧ 1 = − = j ω H E A θ A ϕ ⎪ η η ⎪ ⎨ ⎪ H = 1 E = − jω Aθ Aϕ ⎪ η Aθ η ⎩
⎧ ⎪ E Fθ = η H Fϕ = − jωη Fϕ ⎨ ⎪ ⎩ E Fϕ = −η H Fθ = jωη Fθ
⎧ ⎪ Eθ = η H ϕ ⎨ ⎪ ⎩ Eϕ = −η Hθ

天线理论与设计

2. 螺旋天线直径的电尺寸由小变大时，其方向图将发生改变，因此螺旋天线一般分成三种模式，这三种模式分别是，，。
3.轴向模螺旋天线上沿螺旋线行进的行波的相速度比在自由空间时平面波的速度（大或小），这种螺旋线导行的波被称为。 4.根据第六章宽带天线所学内容说出三种具有宽带特性的天线型式：，和。
10.天线辐射方向图,按不同辐射特性主要定义为方向图,二者关系的数学表示是。
概念原理复习
11.发射天线是垂直极化，接收天线为水平极化，则极化失配因子等于；发射天线是圆极化，接收天线为水平极化，则极化失配因子等于。 12.均匀激励等间距线阵，当N较大时第一副瓣电平趋于余弦渐削分布的旁瓣电平为 dB。 13.天线的远区场角分布与无关,电场与磁场满足Fra Baidu bibliotekdB,
概念原理复习
一、名词解释
天线：辐射或接收无线电波的装置。辐射方向图：天线的辐射特性随空间坐标的变化图形（函数）。通常辐射方向图在远区场确定，并表示为方向坐标的函数。辐射特性包括场强、辐射强度、相位或极化。 H面: 包含天线辐射场的磁场矢量和最大辐射方向的平面。方向性：天线在某方向的辐射强度与平均辐射强度之比。极化：天线在给定方向的极化定义为“天线被激励时辐射波的极化，或在天线输出端得到最大可用功率时的给定方向上入射波的极化”未规定方向时，极化为最大增益方向的极化。

天线技术培训资料

目录
一、天线原理二、2G天线产品及应用场景介绍三、智能天线原理及产品系列四、隐蔽天线系列
2G天线产品及应用场景介绍
全向天线
全向天线，指天线的辐射在水
平面上360°均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直面上表现为有一定宽度的波束。（如下图）
水平面
垂直面
2G天线产品及应用场景介绍
全向天线
天线原理—天线基本概念
天线的定义能够有效地向空间某特定
方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。天线的功能：
能量转换－导行波和自由空间波的转换；
定向辐射（接收）－具有一定的方向性。
天线的辐射原理：
传输线终端张角传输线对称振子
天线原理—天线基本概念
半波振子
根据C（光速）=f（频率）×λ（波长）得出波长与频率成反比频率越低，波长越长，天线越大
2G天线产品及应用场景介绍
定向单极化天线
使用环境
天线描述
下倾角
型号
农村或城镇的一般场合
单极化65度18dBi天线或单极化90度17dBi天线
ODP-065V18DB/ ODP-090V17DB
在农村或城镇的某些场
合，话务量较低，同时并不需要对水平面360度进行全方位覆盖，只建
单极化105度15.5dBi天线或单极化120度14.5dBi天线

研究生《天线理论与技术》教学大纲

《天线理论与技术》教学大纲

Antenna Theory and Technology

第一部分大纲说明

1. 课程代码：

2. 课程性质：专业学位课

3. 学时/学分：40/3

4. 课程目标：

通过这门课的学习，使学生掌握天线的基础知识、常用天线的结构及分析方法。配合相关软件的学习，最终使学生达到能够独立完成常用及新型天线的设计及改进方法。

5. 教学方式：课堂讲授、分组实验、分组专题报告与课堂讨论相结合

6. 考核方式：考试

7. 先修课程：电磁场与波、高频电子电路

8. 本课程的学时分配表

9. 教材及教学参考资料：

（一）教材：

宋铮，天线与电波传播，西安：西安电子科技大学出版社，2003年版

（二）教学参考资料：

1、John D. Kraus，天线（第三版），北京：电子工业出版社，2008年版

2、Law & Kelton，Electromagnetics with Application ，北京：清华大学出版社，2001年版

3、Warren L. Stutaman，天线理论与设计，北京：人民邮电出版社，2006年版

4、卢万铮，天线理论与技术，西安：西安电子科技大学出版社，2004年版

5、李莉，天线与电波传播，北京：科学出版社，2009年版

第二部分教学内容和教学要求

本课程讲授天线的基本理论和设计方法，主要内容有：天线的基本知识、常用天线的结构和分析方法、天线仿真与设计的常用软件、常用天线及新型天线的设计和改进方法。

第一章时变电磁场

教学内容：

1.1 麦克斯韦方程

1.2 时变电磁场的边界条件

1.3 波动方程与位函数

《天线技术》教学大纲

《天线技术》课程教学大纲

课程编号：课程名称：天线

课程类型：专业课学分数： 2 学时数：64 其中:实验/上机／实训学时: 无

先修课程：电磁波与电磁场理论后续课程: 现代通信技术

适用专业：信息与通信等理工科专业开课单位：信息工程学院

一、课程性质、目的和任务

本门课程遵循面向21世纪、能力为本、培养应用型人才的原则，力求做到取材精练、

重点突出、概念清楚、基本理论分析简明易懂，注重对实际工程设计和实际应用的介绍，同时还增加了对近年来的新技术和新应用的介绍.各章的最后均留有习题，以方便学生学习、

理解和掌握所学的内容。

二、课程建议学时分配

三、课程教学内容和基本要求

本门课程首先简要介绍了天线在无线通信系统中的重要作用、无线电波传播的基本知识，包括地面波传播，空间波传播，以及视距传播等，以及天线辐射与接收的基本理论和主要特性参数，然后从通信工程应用的角度出发，介绍了各种类型天线的设计及应用的有关知识和技术，这些天线包括：对称天线、折合天线、单极天线、阵列天线、引向天线、电视发射天线、移动通信基站天线、喇叭天线、抛物面天线、卡塞格伦天线、各种类型的宽频带天线、

智能天线、缝隙天线和微带天线等。同时，还介绍了天线测试技术及天线的安装与调试技术. （一）绪论（4学时：其中理论4学时）

1、教学主要内容

1．1 天线在无线通信系统中的作用

1．2 天线的分类

1．3无线电波的传播

1.3。1电波传播的基本知识

1。3。2视距传播

1.3.3空间波传播

1.3。4地面波传播

1。3.5多经传播及衰落问题

2、教学基本要求

理解天线在无线通信系统中的作用；了解天线的分类以及电波传播的基本知识；掌握无线电波的传播方式：视距传播空间波传播地面波传播；了解电波在传播中会遇到的常见问题：多径传播及衰落问题

天线理论与技术

天线理论与技术是相关的电子学和无线电技术的一个基础性理论。它是无线电接收和发射的一个重要组成部分，是通信和无线电技术的基础。

天线理论是从电磁场理论出发，研究电磁波在空间中的传播和接收的基础理论。它的研究内容主要有天线增益、阻抗、水平增益等。天线技术主要包括天线设计、天线制造、天线测试和天线安装等。天线设计包括对天线特性的研究，如大小、形状、频率等，以及天线的构造。天线制造指的是根据设计方案，采用不同的材料，制作出具有指定参数特性的天线。天线测试主要是针对天线构造、频率和参数进行测量，以确定其是否符合设计要求。天线安装是指将天线安装到指定的结构物上，以保证天线的正常工作。

天线理论与技术的研究和应用，不仅可以提高无线电技术的质量，而且可以有效提升无线电的发射与接收效率，从而更好地满足各种通信需求。

天线基本原理与技术

18:21
P r
P
r
y
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第五章天线基本原理与技术
在天线远区（r>>λ） 1 1 1 2 则： 3 r r r
Idl 2 sin jr E j e 40 r
Il sin jr H j e 4 r
说明：
上的辐射功率流密度Smax，与相同输入功率在理想无方向性
天线在同一位置处的辐射功率流密度S0之比。
G AD
18:21
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第五章天线基本原理与技术
由方向系数及增益定义，有：
Smax G A S0 2 输入功率 Em 2 2 r Em P 240 Pi P 60 P A 2 4 r 2 r 2 Em 60 Pi 由上式可得一个天线最大辐射方向上的场强为
微波技术与天线
第五章天线基本原理与技术
5.1 电流元的辐射场
一、电流元电流元也称电基本振子，它是一段长度远小于波长 , 电流I振幅均匀分布、相位相同的直线电流。
注：电流元线天线的基本组成部分, 任意线天线均可看成是由一系列电基本振子构成的。
二、电流元的辐射场 Idl 1 jr z z Er j cos ( 3 j 2 )e 20 r r Idl 1 2 jr E j sin ( 3 j 2 )e 40 r r r Idl 1 j j r lO O H sin ( 2 )e l dl 4 r r E 0 H 0 Hr 0 x x

天线培训教材

2、天线性能介绍
常用天线类型介绍：
1、凯瑟林 2、海天
3、天馈的使用
1天线调节支架
基站天馈系统示意图
抱杆（ 50~114mm ）
3接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
GSM/CDMA 板状天线
2室外馈线 6走线架
4接地装置
5馈线卡 7馈线过线窗
主馈线（ 7/8“ ）
9室内超柔馈线
50 ohms
朝前: 10W 返回: 0.5W
80 ohms
9.5 W
2、天线性能介绍
驻波比VSWR
在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。
天线 (顶视)
“全向阵” 例如在接收机中为4mW功率
“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率
2、天线性能介绍
天线的主要性能指标：
工作频段：增益输入阻抗驻波比VSRW 极化方式水平波瓣3dB宽度垂直波瓣3dB宽度前后比下倾角方式功率容量三阶互调等
2、天线性能介绍
工作频段
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。

天线基本教程培训

极化等。
03
天线材料与制作工艺
天线常用材料
01
02
03
04
铜线
铜线是最常用的天线材料，具有良好的导电性能和耐腐蚀性
。
钢丝
钢丝常用于制造支撑天线的支架，具有较高的强度和抗拉性
能。
绝缘材料
如聚乙烯、聚氯乙烯等，用于绝缘和保护天线。
铁氧体
铁氧体是一种具有高频导电性能的陶瓷材料，常用于制造天
线磁芯。
02
天线设计与优化
天线设计流程
01
02
03
04
确定天线类型和规格
根据应用需求，选择合适的天线类型和规格，如定向天线、全向天线等。
确定工作频率和带宽
根据通信标准和频段，确定天线的工作频率和带宽。
确定天线尺寸和结构
根据工作频率、带宽和增益等要求，设计天线的尺寸和结构。
仿真和优化
利用Baidu Nhomakorabea磁仿真软件对天线进行性能仿真和优化，提高天线性能。
天线的分类
总结词
天线的分类
详细描述
根据不同的分类标准，天线可以分为多种类型。按工作性质可分为发射天线和接收天线；按方向性可分为全向天线和定向天线；按频段可分为超短波天线、短波天线、微波天线等；按应用场景可分为移动通信天线、电视广播天线、卫星通信天线等。不同类型的天线具有不同的特性，适用于不同的应用场景。

天线知识讲座

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。

"■居用pro护

gatiori

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