天线的圆极化波有没有e面和h面
天线e面和h面的定义 -回复
天线e面和h面的定义-回复天线中的e面和h面是电磁波传播的两个重要方向。
e面是电场的振动方向，h面是磁场的振动方向。
它们的定义和作用在电磁学和天线设计中起着重要作用。
首先，让我们了解一下电磁波的基本概念。
电磁波是电场和磁场相互作用而形成的能量传播方式。
在电磁波中，电场和磁场以垂直于传播方向的方式振动。
电磁波的传播是通过电磁波传播方向的振动来实现的。
即在电磁波传播方向上，电场和磁场以不同的方向振动。
这就引出了e面和h面的概念。
e面即电场面，表示电场方向的振动面。
在电磁波的传播方向上，e面是和电场方向垂直的，电场以e面为基准做振动。
h面即磁场面，表示磁场方向的振动面。
在电磁波的传播方向上，h面是和电场方向、传播方向都垂直的，磁场以h面为基准做振动。
e面和h面相互垂直，它们构成了电磁波的传播方向。
e面和h面的交替振动形成了电磁波的传播过程。
而在天线设计中，e面和h面的定义对于确定方向性和极化属性起着关键作用。
在天线设计中，e面和h面的定义是为了确定天线的辐射方向和极化方式。
在天线的工作过程中，通过控制e面和h面的方向，可以实现天线的定向辐射和特定极化模式。
一般来说，天线的辐射方向是由e面决定的。
如果要使辐射方向沿着电磁波的传播方向，那么e面的振动方向应该与传播方向垂直。
相反，如果希望辐射方向与传播方向垂直，那么e面的振动方向应该与传播方向一致。
此外，天线的极化方式也受到e面和h面的定义影响。
在天线工作过程中，电磁波的极化方式通常可以分为水平极化、垂直极化和圆极化三种。
其中，水平极化指的是电场方向平行于地面，垂直极化指的是电场方向垂直于地面，而圆极化则是电场和磁场按照圆的方式振动。
通过控制e面和h面的定义，可以实现不同的极化方式。
总之，e面和h面在电磁学和天线设计中起着关键作用。
e面和h面的定义可以决定电磁波的传播方向、天线的辐射方向和极化方式。
准确理解和应用e面和h面的概念，对于天线设计和电磁波传播具有重要意义。
天线原理与设计2015概要
极化特性线极化的平面波圆极化的平面波椭圆极化的平面波•.极化特性是指天线在最大辐射方向上电场矢量的方向随时间变化的规律具体地说,就是在空间某一固定位置上,电场矢量的末端随时间变化所描绘的图形.主瓣宽度☐主瓣宽度是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。
☐通常它取方向图主瓣两个半功率点之间的宽度，称为半功率波瓣宽度（HPBW）；有时也将头两个零点之间的角宽作为主瓣宽度，称为第一零点功率波瓣宽度（FNBW）。
全向天线根据天线的方向性，可以将天线分成三类：①等向模式天线：理想的点源，其在空间的辐射为各向同性，辐射方向图为一个圆球，现实中不存在，为了标定其它天线的增益而设定。
②全向天线：在某一个平面内，辐射方向图的截面是一个圆，在其它截面非圆，具有一定的指向性。
③定向天线：辐射主要集中在某个方向上。
E面和H面天线方向图：在离天线一定距离处, 辐射场的相对场强（归一化模值）随方向变化的曲线图。
表示方法：通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。
(1)E面:电场矢量所在的平面。
对于沿Z轴放置的电基本振子,子午平面是E平面。
(2)H面:磁场矢量所在的平面。
对于沿Z轴放置的电基本振子,赤道平面是H面。
时变电磁场中的唯一性定理电磁场麦克斯韦方程组的定解需要利用边界条件才能确定.对于一个有耗区域,区域中的场源加上边界上所有的电场切向分量,或边界上的磁场切向分量,或部分边界上的电场切向分量和其余边界上的磁场切向分量,惟一地确定该区域中的场.无耗媒质中的场可看成有耗媒质中损耗非常小时的相应场.四分之一波长套筒巴伦开路短路两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙.缝的电场方向与长边垂直,并沿长边均匀分布.W缝的宽度为,长度为,两缝间距为.∆≈≈2L h wλ微带天线的辐射可以等效为由两个缝隙所组成的二元阵列.。
天线的基本知识
一、发射天线的作用广播电视发射台的主要设备包括了：信号源系统、发射机设备以及铁塔和天馈线系统。
在广播电视传输的各个环节中，天馈线系统是各环节中最终的主要设备之一，其作用是将广播电视信号以电磁波的形式向空间传送能量。
天线可以向周围辐射电磁波能量，在计算天线辐射场强时，天线的增益若能提高3dB，则相当于发射机有效功率提高一倍。
因此，使用较高增益的天线更具有较大的使用价值。
二、天线的发展1、1887年郝兹在验证电磁波存在时使用了双球发射天线和单环天线。
2、1897年出现了能实现5Km通信的大型长波天线。
3、1901年马可尼研制出第一付大型垂直极化天线实现3700Km远程通信。
4、20年代初中波天线兴起和发展，从T型、Г型和伞型天线到后来的拉线式或自立式铁塔天线。
凌风公司在2003年又率先研制出了自立式缩短型曲线式中波电小天线。
5、30年代雷达的出现推动了喇叭天线透镜天线介质天线、缝隙天线等超短波天线的诞生。
1928年著名的八木天线研制成功并推广应用至今。
6、40—50年代：蝙蝠翼天线、带有反射板的各种半波振子天线、大功率缝隙天线迅速发展。
长、中、短天线基本定型。
7、随着科技的发展，高增益、宽频带、高分辨率、快速扫描的天线大量出现，相控天线取得了突破性发展，现代天线已有微带天线、有源相控天线、超导天线、四维天线等。
更有向小型化、轻便、隐形化的发展趋势。
三、天线问题求解的基本方法1、解析法：对形状极为简单的天线求得精确解。
2、近似解析法：变分法、微扰法、迭代法、几何光学法几何绕射法、物理绕射法等。
3、数值法：利用计算机进行运算，可用纯数值法，也可用矢量法。
但是，较为复杂的天线，仍然是用多次实验的方法优化出来的，某些电参数用经验公式或实验曲线计算。
四、天线的主要参数1、天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接，最理想的情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波。
天线辐射方向性参数讲解
天线作用:天线辐射和接收高频电磁波；发射时，把高频电流转换为高频电磁波；接收时，把高频电磁波转换为高频电流；影响天线的性能因素有：天线型号，增益，方向图，天线驱动功率，简单或复杂的天线配置，天线极化天线增益：天线增益是相对增益；实用定向天线在最大辐射方向上某点的场强相对于全向性天线或半波振子天线在相同点的辐射功率的比值；增益用dbi和dbd表示，一般认为是同一个增益，dbi比dbd大2.15；如：0dbd=2.15dbi天线辐射方向图：天线辐射的电磁场，在固定的球面距离R上，随角坐标分布的图形，称为方向图；用辐射场强表示的方向图，称为场强方向图；用功率密度表示的方向图，称为功率方向图；用相位表示的方向图，称为相位方向图；天线方向图是空间立体图形，一般较难画出；所以，通常只需画出两个相互垂直面的主平面的方向图，称为平面方向图；在线性天线中，受地面影响较大，都采用垂直面和水平面作为主平面；在面型天线中，则采用E平面和H平面作为两个主平面；归一化方向图取最大值为一，其它方向值和最大值相比，按归一化画成的方向图称为归一化方向图；全向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外形为圆柱形定向天线的水平波瓣图和垂直波瓣图，其天线外形为板状电波极化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；无线电波的电场方向称为电波的极化方向；天线辐射远区电场矢量的空间指向，称为电磁波的极化方向；并且，通常指的是最大辐射方向上的电场矢量方向；电场矢量在空间的取向、在任何时间都保持不变的电磁波，叫线性极化波；电场矢量在空间的取向不固定时，当电场矢量端点描绘的轨迹是圆，称为圆极化；若轨迹时椭圆，称之为椭圆极化波；不论圆极化波或是椭圆极化波，都可由两个相互垂直线性极化波合成；当以地面作参考时，与地面平行的电场叫水平极化波；与地面垂直的电场叫垂直极化波；天线其他参数:1, 电压驻波比（VSWR）：越靠近1越好；2, 前后波瓣比（F/B）：越大越好，隔离度越好；3, 端口隔离度，需大30db：越大越好；4, 回波损耗（RL）：需小于-6db，越大越好；5, 功率容量：越大越好任何实用天线的辐射都具有方向性；即天线远区辐射能量的大小在相同距离的空间各处是不一样的；将天线远区辐射场的振幅与方向间的关系用曲线表现出来，称为天线的辐射方向图；将离开天线一定距离R处的天线远区的辐射场量与角度坐标之间的关系式，称为天线的方向图函数；电流元的远区辐射场量，在相同距离R的球面上，其不同方向上的各点场强是不同的；电流元的辐射方向图，将电流元中心置于坐标原点，向各个方向作射线，并取其长度与场强的大小成正比，即得到一个立体图形，也就是得到电流元的立体方向图，它的形状像汽车轮胎；如下图：天线辐射的立体方向图一般较难画出，通常只画出相互垂直的两个主平面内的方向图，即E面和H面；电流元E面的方向图处于子午面，称为E面方向图；电流元H面方向图处于赤道面，称为H面方向图；如下图：天线的设计，是用来有效的辐射电磁能的一种装置；实际中没有一种天线能在空间中任意方向辐射；即天线的辐射具有一定的方向性；侧视图顶视图E面方向图H 面方向图天线极化：天线的极化：天线远场电矢量的轨迹，或天线辐射远区电场强度方向；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；天线的极化方式与距离没有关系；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；由于电波特性，水平极化波传播的信号在贴近地面时就会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能，而使电场信号迅速衰减；垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播；在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式；无线电波的极化，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；还有螺旋极化波，有左螺旋极化和右螺旋极化之称。
天线原理天线基本参数
➢1. 半功率波瓣宽度（Half-power Beamwidth） 半功率波瓣宽度又称主瓣宽度或3dB波瓣宽度，是指
主瓣最大值两边场强等于最大值的0.707倍（最大功率密 度下降一半）的两辐射方向之间的夹角，通常用20.5表示。
➢主况为22瓣下20.θ表零主宽，0示.功瓣度天5E。和率最又线2波大称的θ瓣值E为0面.宽两半5H和度边功。H（两面率F个方波ir零向束st 辐图宽Nu射的度ll 方主或Be向瓣3adm之宽B波w间度i束d的不t宽h夹等）度角，。，可一通分般常别情用记
面，此面上0，方向函数为 FEsin。而H面为XOY 平面，此面上 2，方向函数为FH1。
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第三章 天线基本参数
§ 3.3 方向图参数
实际天线或者阵 列天线的方向图比较 复杂，通常有多个波 瓣，包括主瓣（主波 束）、多个副瓣（旁 瓣）和后瓣（尾瓣）， 如图所示。
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第三章 天线基本参数
A 0 与方向无关的常数
f(,) E(,)
A0
f (,) 就是场强方向图函数，并且只是 , 的函数
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第三章 天线基本参数
以基本电振子为例，其辐射电场强度可以表示成： 分量表达式
E r ,, 6 r I0 s l i n 6 r If0 ,
方向性函数定义为：
f,E 6 r,I0 ,r lsin
天线与微波技术 科技重点实验室
第三章 天线基本参数
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第三章 天线基本参数
1、方向性函数 2、方向图（Radiation Pattern） 3、方向图参数 4、方向系数（Directivity） 5、天线效率 6、增益（Gain）
7、极化（Polarization） 8、有效长度 9、输入阻抗（Input Impedance） 10、辐射阻抗（Radiation Resistance） 11、频带宽度（Bandwidth)
天线原理及设计复习
λ
分析对称振子天线的已知条件是什么？ 对称振子天线上的正弦电流分布是基于什么原理得到的？ 正弦电流分布 I ( z ) = I m sin[ β (l − | z |)] , − l ≤ z ≤ l 三角形电流分布 I ( z ) = I m (1− | z | / l ) , − l ≤ z ≤ l 单行波天线上的电流分布 I ( z ) = I 0e − j β ′z ,
6
cos( sin θ ) 2 yz 面： f (θ ) = , 0 cosθ
π
⎛ βd ⎞ ⎛π ⎞ f12 (θ ) = 2 cos ⎜ sin θ ⎟ = 2 cos ⎜ sin θ ⎟ ⎝ 2 ⎠ ⎝2 ⎠
0 ≤θ ≤π
⎛π ⎞ f12,1' 2 ' (θ ) = 2 sin ( β H cos θ ) = 2 sin ⎜ cosθ ⎟ , ⎝2 ⎠
Байду номын сангаас
2l
ρ
) − 1] ，输入阻抗随长度的
5 、二元耦合振子天线的阻抗方程总辐射阻抗
⎧U1 = I1m Z11 + I 2 m Z12 阻抗方程 ⎨ ⎩U 2 = I1m Z 21 + I 2 m Z 22
7
I 2m ⎧ Z = Z + Z12 1 11 r ⎪ I1m ⎪ 单元的辐射阻抗 ⎨ ⎪ Z = I1m Z + Z r2 21 22 ⎪ I 2m ⎩ 总辐射阻抗 Z ∑ = Z r1 + Z r 2
f12 = 2 sin(
βd
2
cos θ ) ；
cos θ ) ；
βd
2
■形成心脏形方向图的二元阵阵因子：
(α = ±
π
gnss天线极化方式
gnss天线极化方式GNSS（全球导航卫星系统）天线是接收卫星信号并转换为导航信息的重要组成部分。
在GNSS天线中，极化方式是一个关键的设计参数，对信号接收和定位精度有着重要影响。
极化方式是指电磁波在传播过程中的振动方向。
常见的极化方式有垂直极化（Vertical Polarization，简称V极化）和水平极化（Horizontal Polarization，简称H极化）。
在GNSS天线中，一般采用圆极化（Circular Polarization），即同时具有V极化和H极化。
为了理解GNSS天线极化方式的重要性，我们首先需要了解信号的极化特性。
在卫星发射信号时，信号会以一定的极化方式传播，而天线接收到的信号的极化方式需要与发射信号的极化方式相匹配，才能高效地接收信号。
如果极化方式不匹配，信号的接收效果将会受到影响。
在GNSS系统中，卫星发送的信号一般采用右旋圆极化方式（Right Hand Circular Polarization，简称RHCP）。
因此，GNSS 天线的极化方式应选择与之匹配的左旋圆极化方式（Left Hand Circular Polarization，简称LHCP），以最大程度地接收到卫星信号。
为什么选择圆极化方式而不是直线极化方式？原因在于，圆极化方式相对于直线极化方式具有更好的信号接收性能。
在接收过程中，圆极化方式能够更好地适应信号的多样性，包括信号的旋转、多径效应等。
而直线极化方式则容易受到信号极化方向的限制，导致信号接收效果下降。
GNSS天线的极化方式还与天线的设计和安装方式有关。
在实际应用中，天线的极化方式需要与接收机和其他设备相匹配，以确保信号的传输和处理的正常进行。
因此，在选择GNSS天线时，需要考虑到系统的整体架构和需求，以确定最合适的极化方式。
GNSS天线的极化方式是影响信号接收和定位精度的重要因素。
选择合适的极化方式可以提高信号接收效果，确保系统的正常运行。
天线辐射方向性参数讲解
天线作用:天线辐射和接收高频电磁波；发射时，把高频电流转换为高频电磁波；接收时，把高频电磁波转换为高频电流；影响天线的性能因素有：天线型号，增益，方向图，天线驱动功率，简单或复杂的天线配置，天线极化天线增益：天线增益是相对增益；实用定向天线在最大辐射方向上某点的场强相对于全向性天线或半波振子天线在相同点的辐射功率的比值；增益用dbi和dbd表示，一般认为是同一个增益，dbi比dbd大2.15；如：0dbd=2.15dbi天线辐射方向图：天线辐射的电磁场，在固定的球面距离R上，随角坐标分布的图形，称为方向图；用辐射场强表示的方向图，称为场强方向图；用功率密度表示的方向图，称为功率方向图；用相位表示的方向图，称为相位方向图；天线方向图是空间立体图形，一般较难画出；所以，通常只需画出两个相互垂直面的主平面的方向图，称为平面方向图；在线性天线中，受地面影响较大，都采用垂直面和水平面作为主平面；在面型天线中，则采用E平面和H平面作为两个主平面；归一化方向图取最大值为一，其它方向值和最大值相比，按归一化画成的方向图称为归一化方向图；全向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外形为圆柱形定向天线的水平波瓣图和垂直波瓣图，其天线外形为板状电波极化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；无线电波的电场方向称为电波的极化方向；天线辐射远区电场矢量的空间指向，称为电磁波的极化方向；并且，通常指的是最大辐射方向上的电场矢量方向；电场矢量在空间的取向、在任何时间都保持不变的电磁波，叫线性极化波；电场矢量在空间的取向不固定时，当电场矢量端点描绘的轨迹是圆，称为圆极化；若轨迹时椭圆，称之为椭圆极化波；不论圆极化波或是椭圆极化波，都可由两个相互垂直线性极化波合成；当以地面作参考时，与地面平行的电场叫水平极化波；与地面垂直的电场叫垂直极化波；天线其他参数:1, 电压驻波比（VSWR）：越靠近1越好；2, 前后波瓣比（F/B）：越大越好，隔离度越好；3, 端口隔离度，需大30db：越大越好；4, 回波损耗（RL）：需小于-6db，越大越好；5, 功率容量：越大越好任何实用天线的辐射都具有方向性；即天线远区辐射能量的大小在相同距离的空间各处是不一样的；将天线远区辐射场的振幅与方向间的关系用曲线表现出来，称为天线的辐射方向图；将离开天线一定距离R处的天线远区的辐射场量与角度坐标之间的关系式，称为天线的方向图函数；电流元的远区辐射场量，在相同距离R的球面上，其不同方向上的各点场强是不同的；电流元的辐射方向图，将电流元中心置于坐标原点，向各个方向作射线，并取其长度与场强的大小成正比，即得到一个立体图形，也就是得到电流元的立体方向图，它的形状像汽车轮胎；如下图：天线辐射的立体方向图一般较难画出，通常只画出相互垂直的两个主平面内的方向图，即E面和H面；电流元E面的方向图处于子午面，称为E面方向图；电流元H面方向图处于赤道面，称为H面方向图；如下图：天线的设计，是用来有效的辐射电磁能的一种装置；实际中没有一种天线能在空间中任意方向辐射；即天线的辐射具有一定的方向性；侧视图顶视图E面方向图H 面方向图天线极化：天线的极化：天线远场电矢量的轨迹，或天线辐射远区电场强度方向；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；天线的极化方式与距离没有关系；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；由于电波特性，水平极化波传播的信号在贴近地面时就会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能，而使电场信号迅速衰减；垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播；在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式；无线电波的极化，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；还有螺旋极化波，有左螺旋极化和右螺旋极化之称。
圆极化基本理论
毫米波圆极化微带天线的研究圆极化波的产生：微带天线中存在何种模式完全取决于贴片的形状和激励模型,当馈电点位于贴片的对角线上时,天线中可以同时维持乃订。
和刀怀。
模,两种主模同相且极化正交,结果导致辐射波的极化方向与馈电点所在对角线平行,单点馈电的准方形贴片、方形切角贴片和四周切有缝隙的方形贴片天线等均可以辐射圆极化波。
用微带天线产生圆极化波的关键是产生两个方向正交的幅度相等的,相位相差”的线极化波。
当前用微带天线实现圆极化辐射主要有几种方法一点馈电的单片圆极化微带天线正交馈电的单片圆极化微带天线由曲线微带构成的宽频带圆极化微带天线微带天线阵构成的圆极化微带天线等等。
圆极化波的性质：根据天线辐射的电磁波是线极化或圆极化,相应的天线称为线极化天线或圆极化天线。
圆极化波具有以下的性质〕（1）圆极化波是一个等幅的瞬时旋转场。
即沿其传播方向看去,波的瞬时电场矢量的端点轨迹时一个圆。
若瞬时电场矢量沿产波方向按左手螺旋的方向旋转,称之为左旋圆极化波,记为LCP（Left-Hand Circular Polarization）; 若沿传播方向按右手螺旋旋转,称之为右旋圆极化波,记RCP（Right-Hand Circular Polarization）,（2）一个圆极化波可以分解为两个在空间上和在时间上均正交的等幅线极化波。
由此实现圆极化天线的基本原理就是产生两个空间上正交的线极化电场分量,并使二者振幅相等,相位相差度。
（3）任意极化波可以分解为两个旋向相反的圆极化波。
作为特例,一个线极化波可以分解为两个旋向相反、振幅相等的圆极化波。
因此,任意极化的来波都可由圆极化天线收到反之,圆极化天线辐射的圆极化波也可以由任意极化的天线收到。
这正是在电子侦察和干扰等应用中普通采用圆极化波的原因。
（4）天线若辐射左旋圆极化波,则只接受左旋圆极化波而不接收右旋圆极化波反之,若天线辐射右旋圆极化波,则只接收右旋圆极化波。
这称为圆极化天线的旋向正交性。
天线与电波传播课后习题答案
F(&) = —(+0. 4)二迢
2 7 2
可得2 39.8。，所以2⅛j=20 = 79.6%
1-1-13简述天线接收无线电波的物理过科。
解接收天线工作的物埋过程是，天线导体在空间电场的作用下产生感应电动势，并 在导体表面激励起感应电流，在天线的输岀端产生电斥，在接收机冋路中产生电流，所以, 接收父线是一个把空间电磁波能量转换成髙频电流能量或导波能量的转换装置，其工作过 程是发射犬线的逆过程C
(4)M点的电场与磁场Z间有如下关系：
E E
y9
<5)从电基木振子的远区辐射场表达式
S = j 2L sin%μ,
=j型巴Si叩严
入r
= Hg = E == O
电长度//入以龙子午Jfi&有关。
題1-1-1解图(二)
1-1-2一电基木振子的辐射功率为25 W,试求一20km处，"。，60。，90。的场 强，0为射线与振子轴Z间的夹角。
1-1-12已知两副天线的方向函数分别是/；(0)"『0+0-5, £(&) =COS2f/ +0. 4,试计算这两副犬线方向图的半功率角2%5o
解 首先将方向函数归一化.则由人(&)=Si『0+05和/W) =Z2& + 0.4,可得
对于F( 0),当&=：时冇最人值U令
町得0=48.5。，所以2IS=180" -2 X ¢/=83%
EITTj
]H^=T‰=1.6 X 105ττ= 6,29 x 10
1-1-3—基木振子密封在塑料盒中作为发射人线，用另一电基木振子接收，按人线 极化匹配的姿求，它仪在与Z极化匹配时感应产生的电动势为最大，你怎样鉴別密封盒内 装的是电基木振子还是磁基木振子？
电磁波与天线知识点
第一章1.天线的定义：用来辐射和接收无线电波的装置2.天线的作用：3.天线基本辐射单元：电基本振子、磁基本振子、惠更斯元4.电基本振子又称电流元，其辐射场是球面波（等相位面的形状），辐射的是线极化波，传输的波的模式是横电磁波（TEM 波，沿传播方向电场、磁场分量为0）5.媒质波阻抗η 自由空间（120ηπ=Ω） 电基本振子E H θηϕ= 磁基本振子E H ϕθη=-6. 磁基本振子又称磁流元、磁偶极子7. 电基本振子归一化方向函数(,)sin F θϕθ=理想电源归一化方向函数(,)1F θϕ=8.方向图：E 面 H 面9. 电基本振子E 面方向函数()sin E F θθ=，H 面()1H F ϕ=磁基本振子E 面方向函数()1E F θ=，H 面()sin H F ϕϕ=10.方向系数：在同一距离及相同辐射功率条件下，某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度（场强的平方）和无方向性天线（点源）的辐射功率密度（场强的平方）之比11.电基本振子D=1.5 半波振子D=1.6412.增益系数：在同一距离及相同输入功率条件下，某天线在最大辐射方向上的辐射功率密度（场强的平方）和无方向性天线（点源）的辐射功率密度（场强的平方）之比13.天线效率：物理意义（表述了天线能量转换的有效程度）14. A G D η=15.天线极化可分为：线极化、圆极化、椭圆极化16.有效长度17.输入阻抗18.频带宽度19.有效接收面积是衡量接收天线接收无线电波能力的重要指标。
20.对称振子中间馈电，极化方式为线极化，辐射场为球面波。
计算输入阻抗采用“等值传输线法”，最终等效成具有一平均特性阻抗的有耗传输线。
对称振子天线振子越粗，平均特性阻抗越小。
21.末端效应：由于对称振子末端具有较大的端面电容，末端电流实际不为零。
22.采用天线阵是为了加强天线的定向辐射能力。
23.方向图乘积定理P2624.水平线天线镜像一定时负镜像；垂直对称线天线正镜像垂直驻波单导线半波正垂直驻波单导线全波负25.无限大理想导电反射面对天线电性能的影响主要有两个方面：对方向性的影响；对阻抗特性的影响26.沿导电平面方向，正镜像始终是最大辐射，负镜像始终是零辐射。
天线的性能参数
D DS S E E U U m ax
m ax 0 P r P r0
2 m ax
2 0 P r P r0
m ax 0 P r P r0
(3 2 0 )
天线的方向性系数也可以定义为：当同一接收点（位 于被研究天线的最大辐射方向）上辐射功率密度或场 强相同时，参考天线与被研究天线的辐射功率之比， 即
DD P P max
a) 线天线
子午面（E面）：包含天线导线轴的平面
赤道面（H面）：垂直于天线导线轴的平面
b) 架设在地面上的天线
c) 水平平面
铅垂平面
c) 超高频天线
E面：最大辐射方向和电场所在的平面
H面：最大辐射方向和磁场所在的平面
c.极坐标方向图和直角坐标方向图
d.分贝方向图：用分贝表示
P (,) ( d B ) 1 0 l g P (,) 2 0 l g F (,)
的方向。
1
增加
将 I 1 代入 E 1 2 得：
e1eθ 1rE310k2(Zel11F1(Z1i)n1)
在上式两侧对 E 2 1 取标积，整理后得：
e13r(0kZ1el1F1Z(in11))eE((θ 1 21EE22
1) 1)
2)天线2发射，天线1接收。
e 天线1:
电动势
2,
输入电流：
I2
将 I 2代入 E 2 1 得：
e2eθ2rE320k1(Z el22F2(Z2in)2)
在上式两侧对 E 1 2 取标积，整理后得：
e23r(k0 Ze2l2 F2Z(in22))eE((θ 2 12EE112)2)
3）应用互易定理
e 将 1 和 e 2 代入
e1 e2 I12 I 21
双频带圆极化微带阵列天线设计
双频带圆极化微带阵列天线设计胡金艳;杨君;秦文华;赵建平;徐娟【摘要】利用旋转馈电技术设计了一种双频带圆极化微带阵列天线,以扩充天线的通信容量,提高抗干扰能力.天线由四个对角切角的矩形贴片和一个金属矩形环组成.天线利用贴片切角实现圆极化,利用两个贴片的对角线长度不等实现双频特性.天线中心的矩形环既可当做馈电网络,为圆极化波提供所需的递增相位,又可以提高天线的辐射性能.最后,利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽分别为1.3～1.4 GHz和1.55～1.58 GHz,3 dB轴比带宽分别为1.36～1.42 GHz和1.6～1.62 GHz.%A dual-band circularly-polarized micro-strip patch array, by using a sequential-phase feeding network, is designed and implemented, thus to expand the communication capacity and improve the anti-interference capability. The antenna, composed of four rectangular patches with diagonally tangential angles and one metal rectangular ring, is circularly-polarized by using the corner patch, while the dual-frequency is realized by using the unequal diagonal lengths of two patches. The mental square ring in the center of the antenna may act as a feeding network, which provides both the increasing phase for circularly-polarized wave and a radiator to enhance the performance of the antenna. Finally, the simulation on the antenna with HFSS software indicates that the -10 dB impedance bandwidth of the patch array is 1.3～1.4 GHz and 1.55～1.58 GHz , and the measured 3dB AR bandwidth 1.36～1.42 GHz and 1.6～1.62 GHz respectively.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)001【总页数】6页(P234-239)【关键词】旋转馈电;双频带;圆极化;微带阵列【作者】胡金艳;杨君;秦文华;赵建平;徐娟【作者单位】曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜273165【正文语种】中文0 引言与线极化天线相比，圆极化天线有几个重要的优势：对抗多径干扰或衰落﹑减少电离层的“法拉第旋转”效应和降低极化失配。
学习资料卫星通信基础知识(三)圆极化 左旋极化波与右旋极化波.doc
卫星通信基础知识（三）圆极化左旋极化波与右旋极化波
什么是圆极化波？
电波在空间传播时，其电场矢量的瞬时取向称为极化。
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。
而圆极化波又分为：左旋极化波、右旋极化波．
左旋极化波：向波的传播方向观察，场的旋转方向为逆时针。
（若向+z方向传播，则 Ey 比Ex 超前π/2 ）
左旋园极化波
右旋极化波：向波的传播方向观察，场的旋转方向为顺时针。
（若向+z方向传播，则Ex 比 Ey 超前π/2 ）
右旋园极化波
现代卫星电视传输中，还利用垂直极化与水平极化、左旋圆极化和右旋圆极化的相互隔离之特性传送不同的电视节目，以提高卫星的传输容量。
圆极化波和线极化波各有优缺点，圆极化波在穿过雨雾层和电离层时，引入的损耗小，也不存在线极化波极化面旋转的问题，而线极化波的最大优点是实现简单。
天线的圆极化波有没有e面和h面
在三维坐标系中
有单位坐标的代换为
ˆˆˆsin cos sin sin cos ˆˆˆˆcos cos cos sin sin ˆˆˆsin cos r x y z x
y z x y θφθφθθθφθφθφφφ⎧=++⎪⎪=+-⎨⎪=-+⎪⎩
对sin M E F E θ
θ==知其辐射强度最大方向在90θ=上也就是从原点出发90θ=的一条矢
径，其单位向量可以表示为
0ˆˆˆcos sin r
x y φφ=+ 当取电流源为辐射源时，产生的远场电磁场仅在ˆθ上有分量，而
ˆˆˆˆcos cos cos sin sin x y z θ
θφθφθ=+- 现在确定一个E 面，取0φ=则有
0ˆˆr
x = 对应的电场单位矢量为
ˆˆˆcos sin x z θ
θθ=- 因此在取0φ=时，辐射强度最大方向与电场构成的平面为xz 平面，即为e 面
但是当电场为圆极化时其产生的远场电磁场在ˆθ和ˆφ有相同的分量，
其合成场方向上的某一
矢量可以表示为
()()ˆˆˆˆˆcos cos sin cos sin cos sin e x y z θ
φθφφθφφθ=+=-++- 而辐射强度最大方向不变，为
0ˆˆˆcos sin r
x y φφ=+ 现在确定一个E 面，取0φ=则有
0ˆˆr
x = 对应的电场方向上的矢量为
ˆˆˆcos sin e x
y z θθ=+- 若能组成平面，则平面的法向量为
0ˆˆˆsin r
e z y θ⨯=+ 可见法向量随着θ的变化而改变，因此不能构成平面。
什么是天线元极化
天线元极化：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。
第1章 天线的基本参数
1.3 对方向图的要求
根据各种不同应用场合的要求，天线方向图有很多类型，但最常用的有以下 4类：全向（水平面）波束、笔形波束、扇形波束和赋形波束。
全向波束方向图
8
《天线原理》讲义
邹艳林 郭景丽
全向波束天线广泛用于移动通信（基台及移动台）、电视、广播系统中。它 的水平面方向图是一个圆，而垂直面内有一定方向性以提高天线的增益，如图 1-9(a)所示。
天线方向系数：定量表示天线辐射的电磁能量集中程度以描述方向特性的一 个参数，也称方向性系数。
10
《天线原理》讲义
邹艳林 郭景丽
2.1 辐射功率
若空间媒质无耗，天线的辐射功率为流出包围天线的封闭曲面的功率。描述 功率与电磁场的关系往往采用坡印亭矢量，其定义为
S = 1E×H∗ 2
（1.10）
式中， S 为坡印亭矢量，单位为 瓦 / m2 ； E 为电场强度矢量，单位为V/m； H
一般情况下，紧靠主瓣的第一副瓣的电平值最高。例如，图 1-4(a)和图 1-4(b)中
的副瓣电平约为 SLL = SLL1 = −8.5dB 。
副瓣方向通常是不需要辐射或接收能量的方向。因此，天线副瓣电平越低， 表明天线在不需要方向上辐射或接收的能量越弱，或者说在这些方向上对杂散的 来波抑制能力越强，抗干扰能力就越强。
图 1-7 沿 z 向（θ = 0 ）辐射最强的定向天线的二维场波瓣图
主瓣（Major lobe, main lobe）：包括最大辐射方向的波瓣。
6
《天线原理》讲义
邹艳林 郭景丽
副瓣（Minor lobe）：除主瓣外的所有波瓣。 后瓣，背瓣（Back lobe）：位于主瓣相反方向的副瓣。 半功率波瓣宽度（HPBW,half power beamwidth）、3dB 波瓣宽度：在包
卫星天线极化对比分析介绍
（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。
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。
（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
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。
【精】天线基本原理及室分天线介绍
9 天线电路参数－隔离度
增益越高，天线长度越长。
电分磁外辐 打射兼后的顾向机覆理盖功源道率自路麦，克特斯别韦是方在程小
前向功率
天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。
天线的增益由振子叠加而产生。
当天线端口全反射时，驻波比为无穷大。
及下倾角方便，在一些室前分外后打比场(dB) = 10 log
频率越低，波长越长，天线越大
半波振子 波长
例： λ = 3×１０８mps/900MHz ≈ 0.3m
1/2 波长
1.4 天线基本概念－半波振子
方向图象一个“汽车轮胎”
立体图
水平面波束宽度 = 360º 垂直面波束宽度= 78º
水平面 H面
垂直面 E面
1.5 天线基本概念－增益、方向图和天线尺寸之关系
中国联通天线知识交流
网优中心 无线优化室
二〇一三年四月十六日
目录
1 天线基本原理 2 天线常用参数 3 东莞室分天线类型
麦克斯韦方程：
E(r,t)
B(r , t)
t
H (r,t)
J (r,t)
t
D(r , t)
(a) (b)
D (r ,t) B(r , t)
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 终端张角传输线 对称振子
1.3 天线传输原理
天线的组成：天线是由若干半波振子 按照一定规格排列而成。
1/4 波长 1/2 波长
半波振子是天线的基本辐射单元
1/4 波长
根据C（光速）=f（频率）×λ（波 长） 得出波长与频率成反比
偶极子比全向辐射器的增益高 2.15dB
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在三维坐标系中
有单位坐标的代换为
ˆˆˆsin cos sin sin cos ˆˆˆˆcos cos cos sin sin ˆˆˆsin cos r x y z x
y z x y θφθφθθθφθφθφφφ⎧=++⎪⎪=+-⎨⎪=-+⎪⎩
对sin M E F E θ
θ==知其辐射强度最大方向在90θ=上也就是从原点出发90θ=的一条矢
径，其单位向量可以表示为
0ˆˆˆcos sin r
x y φφ=+ 当取电流源为辐射源时，产生的远场电磁场仅在ˆθ上有分量，而
ˆˆˆˆcos cos cos sin sin x y z θ
θφθφθ=+- 现在确定一个E 面，取0φ=则有
0ˆˆr
x = 对应的电场单位矢量为
ˆˆˆcos sin x z θ
θθ=- 因此在取0φ=时，辐射强度最大方向与电场构成的平面为xz 平面，即为e 面
但是当电场为圆极化时其产生的远场电磁场在ˆθ和ˆφ有相同的分量，
其合成场方向上的某一
矢量可以表示为
()()ˆˆˆˆˆcos cos sin cos sin cos sin e x y z θ
φθφφθφφθ=+=-++- 而辐射强度最大方向不变，为
0ˆˆˆcos sin r
x y φφ=+ 现在确定一个E 面，取0φ=则有
0ˆˆr
x = 对应的电场方向上的矢量为
ˆˆˆcos sin e x
y z θθ=+- 若能组成平面，则平面的法向量为
0ˆˆˆsin r
e z y θ⨯=+ 可见法向量随着θ的变化而改变，因此不能构成平面。