微波技术与天线总结
微波天线与技术课程报告汇总
微波天线与技术课程报告汇总
《微波技术与天线》
课程考察报告
姓名：
专业班级：
学号：
指导老师：许焱平
绪论
1．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
2．微波的定义：把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 300MHz ～3000GHz 。在整个电磁波谱中，微波介于超短波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3．微波具有如下主要特点：（1)似光性；（2)穿透性；（3)宽频带特性；（4)热效应特性；（5）散射特性；（6）抗低频干扰特性；（7）视距传输特性；（8）分布参数的不确定性；（9）电磁兼容和电磁环境污染。
4．微波技术的主要应用：（1)在雷达上的应用；（2)在通讯方面的应用；（3)在科学研究方面的应用；（4)在生物医学方面的应用；（5)微波能的应用。
f λ3
10
8
105
10
10
(m)(Hz)3103
2
3106
3109
-1
31012
10
-4
31015
10-7
天线基本理论《微波技术与天线》培训讲解
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。
微波技术与天线
b.表达式：Z0
U I
Z Y
R0 jL0 G0 jC0
c.对无损情况来讲：
Z0
L0 C0
3. 传输线的输入阻抗Zin:
a. 定义：传输线输入端的总电压与总电流之比。
b.表达式：
Zin
Z0
Z L Z0
Z0thl ZLthl
c.
对无损传输线来讲：
Z in Z0
ZL Z0
jZ0tgl jZLtgl
L0
jC0 (1
j G0
C0
)
j
L0C0 [1
j
1 2
( R0
L0
G0
C0
)]
( R0 C0 G0 2 L0 2
j
L0 ) j
C0
L0C0
R0
2
C0 G0 L0 2
L0 C0
R0 2Z0
G0Z0 2
C d
L0C0
三 相速和相波长 1. 相速Vp： a.定义: 波的等相位面在传输方向上移动的速度。
L0 R0,C0 G0
Z0
jL0 (1
j
R0
L0
)
jC0 (1
j
G0
C0
)
L0 [1 j 1 ( R0 G0 )]
C0
2 L0 C0
L0 C0
4. 对平行双导线来讲：
微波与天线总结
对称阵子天线：
构成：有两根粗线和长度都相同的导线构成，中间为俩个馈电端
原理: 若电线上的电流分布已知，则由电基本阵子的辐射场沿整个导线的积分，便得到对称振子的辐射场。实际上，西振子天线可看成是开路传输线逐渐张开而成，而其电流分布与无耗开路传输线的完全一致，即按正弦驻波分布。
用途:对称振子分为半波对称振子和全波对称振子，半波对称振子广泛的应用于短波和超短波波段，它既可以作为独立天线使用，也可以作为天线阵的阵元，在微波波段还可以作为抛物面天线的馈源。
特点: 方向性比基本振子的方向性稍强一些，平均特性阻抗Z越低R和X随频率的变化越缓慢，其频率特性越好。所以，欲展开对称振子的工作频带，常利用加粗振子直径的方法。当h=λ/4n时，其输入阻抗是一个不大的纯电阻具有很好的频率特性，也有利于同馈线匹配，而在并联谐振点附近是一个高阻抗且输入阻抗随频率变化剧烈，特性阻抗不好。
阵列天线：
构成:将若干辐射单元按某种方式排列所构成的系统。构成天线阵地辐射单元，成为天线原或阵元
原理：天线的辐射场是各天线元所产生的矢量叠加，只要各天线元上的电流，振幅和相位分布满足适当的关系，就可以得到所需要的辐射特性
特点：天线阵的主瓣宽度和旁瓣电平是即相互依赖又相互对立的一对矛盾，天线阵方向图的主瓣宽度小，则旁瓣电平就高，反之，主瓣宽度大则旁瓣电平就低。均匀直线阵的主瓣很窄，但旁瓣数目多，电平高，二项式直线振的主瓣很宽旁瓣就消失了，旁瓣分散了天线的辐射能量，增加量接受的信噪比，但旁瓣又起到了压缩主瓣宽度的作用。
直立阵子天线：
构成:垂直于地面或导电平面架设的天线称为直立阵子天性
微波技术与天线(重点)
微波：是电磁波中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短（频率最高）的波段，其频率范围从300Mhz （波长1m）至3000GHz（波长0.1m）.
微波的特性：1.似光性2.穿透性3.宽频带特性4.热效应特性5.散射特性6.抗低频干扰特性.
与低频区别：趋肤效应，辐射效应，长线效应，分布参数。
微波传输线的三种类型:1.双导体传输线，2.金属波导管3.介质传输线。
集总参数：在一般的电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种理想化的电路模型称为集总电路。
这类电路所涉及电路元件的电磁过程都集中在元件内部进行。用集总电路近似实际电路是有条件的，这个条件是实际电路的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。对于集总参数电路，由基尔霍夫定律唯一地确定了电压电流。
分布参数：电路是指电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不相同。这说明分布参数电路中的电压和电流除了是时间的函数外，还是空间坐标的函数。
分布参数电路的实际尺寸能和电路的工作波长相比拟。
对于分布参数电路由传输线理论对其进行分析。
均匀传输线方程（电报方程）：
，
传输线瞬时电压电流：
特性阻抗:(无耗传输线R=G=0.)
平行双导线(直径为d,间距为D):
同轴线（内外导体半径a,b）:
相移常数：
t
t z
i
L
t z
Ri
z
t z
u
∂
∂
+
=
∂
∂),(
),(
),(
t
t z
u
C
t z
Gi
z
t z i
∂
∂
+
=
∂
∂),(
),(
),(
)
cos(
)
cos(
),(
2
1
z
t
e
A
z
t
e
A
t z
u z
(完整版)微波技术与天线(重点)(可编辑修改word版)
微波：是电磁波中介于超短波与红外线之
路中的电压和电流除了是时间的函数外,
（频率最高）的波段，其频率范围从300Mhz
分布参数电路的实际尺寸能和电路的工作
(波长 Im)至 3000GHz (波长 0.1m) •
微波的特性：1•似光性2•穿透性3•宽频带特
对于分布参数电路市传输线理论对其进行
集总参数.在一般的电路分析中，电路的所
= [A 少'cos( t+ z)+ A € *CO8( t- z)]
有参数，如阻抗、容抗.感抗都集中于空间 的各个点上，各个元件上，各点之间的信号
特性阻抗：Z 尸曙# （无耗传输线
这类电路所涉及电路元件的电磁过程都
集中在元件内部进行。用集总电路近似实
位和电流都不相同。这说明分布参数电
间的波段，它属于无线电波中波长最短
还是空间坐标的函数。
性4•热效应特性5•散射特性6
•抗低频干扰 分析。
特性. 与低频区别：趋肤效应，辐射效应，长线 效应，分布参数。 微波传输线的三种类型：1•双导体传输线，2.
均匀传输线方程（电报方程）： 竺卫=用D + L 些宀＞
Qz
dt E=Gfer ） + C 竺迪
dz
dt
传输线瞬时电压电流：
金属波导管3•介质传输线。
“(ZJ)=A [护"cos( t+ 2)+ A ^cos( t- z)
是瞬间传递的，这种理想化的电路模型称为 R=G=0
・)
集总电路。
平行双导线（直径为d,间距为D ）:
波长相比拟。
际电路是有条件的，这个条件定实际电路 同轴线（内外导体半径a,b ） ：Zo = #inL
的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。 相移常数: 对于集总参数电路，由基尔霍夫定律唯
微波技术与天线复习知识要点
《微波技术与天线》复习知识要点
绪论
●微波的定义: 微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波
中波长最短的波段。
●微波的频率范围：300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m～0.1mm
●微波的特点 (要结合实际应用）：似光性,频率高（频带宽），穿透性（卫星通信）,
量子特性（微波波谱的分析）
第一章均匀传输线理论
●均匀无耗传输线的输入阻抗(2个特性）
定义：传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗
注：均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关.
两个特性:
1、λ／2重复性:无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Z in（z）= Z in(z+
λ／2)
2、λ／4变换性： Z in(z)- Z in（z+λ／4)=Z02
证明题：(作业题)
●均匀无耗传输线的三种传输状态（要会判断）
1.行波状态：无反射的传输状态
▪匹配负载：负载阻抗等于传输线的特性阻抗
▪沿线电压和电流振幅不变
▪电压和电流在任意点上同相
2.纯驻波状态：全反射状态
▪负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态
3.行驻波状态:传输线上任意点输入阻抗为复数
●传输线的三类匹配状态(知道概念）
▪负载阻抗匹配：是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形，此时只有从信源到负载的入射波，而无反射波.
▪源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗时，电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。此时，信号源端无反射.
▪共轭阻抗匹配：对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时，负载能得到最大功率值。
微波技术与天线课程总结
并联混和支节)。
6
《微波技术基础》要点
第三章 规则波导理论
TE10 模的场结构、管壁电流分布；
波导的单模传输条件、传输特性参数、等效阻抗； 波导中填充介质与否，波导的传输特性参数的计算。
7
《微波技术基础》要点
第四章 其它形式的微波传输线 同轴线、带状线、微带的特性阻抗随结构参数的变化规律； 同轴线、带状线：主模(高次模)、横截面场结构； 微带：主模(高次模)、横截面场结构，等效介电常数； 耦合线：等效电路、奇偶模方法、特性阻抗。
2
《天线技术基础》要点
第三章 阵列天线的方向性 二元阵的方向性函数与方向图(会描点绘图); 方向图相乘定理与应用； 均匀直线阵的方向性函数，会画阵因子的方向图，明确阵因子参数(半功率 宽度、零点位置，旁瓣电平等)的计算思路； 侧射阵、端射阵和斜射阵的实现条件、特性差异与原因； 可见区的概念、栅瓣抑制条件； 掌握地面影响的处理方法（镜像原理处理各种方向放置的单个与多个天线） 。
1
《天线技术基础》要点
第二章 对称阵子 理解对称振子的概念、辐射场计算方法(叠加原理)； 电流分布公式与各种不同长度对称振子的电流分布图象； 方向性函数表达通式与各种不同长度对称振子的方向图、方向性系数和有效 长度； 随振子长度的逐渐增大，其方向性系数、旁瓣电平和半功率宽度如何变化； 熟悉天线的辐射场幅度与辐射功率、方向性系数及距离的关系； 输入阻抗的计算思路和随振子长度的变化曲线。
微波技术与天线复习知识要点
《微波技术与天线》复习知识要点
绪论
●微波的定义：微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短
的波段。
●微波的频率范围：300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~0.1mm
●微波的特点（要结合实际应用）：似光性，频率高（频带宽），穿透性（卫星通信），量子特
性（微波波谱的分析）
第一章均匀传输线理论
●均匀无耗传输线的输入阻抗（2个特性）
定义：传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗
注：均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。
两个特性：
1、λ／2重复性：无耗传输线上任意相距λ／2处的阻抗相同Z in(z)= Z in(z+λ／2)
2、λ／4变换性: Z in(z)- Z in(z+λ／4)=Z02
证明题：(作业题)
●均匀无耗传输线的三种传输状态（要会判断）
1.行波状态：无反射的传输状态
▪匹配负载：负载阻抗等于传输线的特性阻抗
▪沿线电压和电流振幅不变
▪电压和电流在任意点上同相
2.纯驻波状态：全反射状态
▪负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态
3.行驻波状态：传输线上任意点输入阻抗为复数
●传输线的三类匹配状态（知道概念）
▪负载阻抗匹配：是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形，此时只有从信源到负载的入射波，而无反射波。
▪源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗时，电源和传输线是匹配的，这种电源称之为匹配电源。此时，信号源端无反射。
▪共轭阻抗匹配：对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时，即当Z in=Z g﹡时，负载能得到最大功率值。
微波技术与天线 必考知识点 复习
微波必考知识点复习
1、微波是一般指频率从300M至3000GHz范围内的电磁波，其相应的波长从1m 至0.1mm。从电子学和物理学的观点看，微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式，简称导模，是指能够沿导行系统独立存在的场型，其特点是：（1）在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布，且是完全确定的。这一分布与频率无关，并与横截面在导行系统上的位置无关；
（2）导模是离散的，具有离散谱；当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数；
（3）导模之间相互正交，彼此独立，互不耦合；
（4）具有截止特性，截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统，都可以称为传输线。若按传输线所导引的电磁波波形（或称模、场结构、场分布），可分为三种类型：（1）TEM波传输线，如平行双导线、同轴线、带状线和微带线，他们都是双导线传输系统；（2）TE波和TM波传输线，如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等，他们是由金属管构成的，属于单导体传输系统；（3）表面波传输系统，如介质波导（光波导）、介质镜象线等，电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播，一般是TE或TM波的叠加。对传输线的基本要求是：工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。一般地，在米波或分米波段，可采用双导线或同轴线；在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等；在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线；在光频波段采用光波导（光纤）。以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。传输线理论主要包括两方面的内
微波技术与天线小结
填空：
1、无耗传输线工作状态（1）行波状态（2）纯驻波状态（3）行驻波状态
2、传输线的损耗分（回波损耗）（插入损耗）
3、阻抗匹配：负载阻抗匹配、源阻抗匹配、共轭阻抗匹配
4、波导的一般理论包括三个部分：广义传输线理论、分离变量法、简正模理论。
5、带状线的衰减主要由（导体损耗）和（介质损耗）引起。
6、微带线的高次模有两种模式：波导模式和表面波模式
7、无色散最高频率为4GHz
8、矩阵的性质：互易网络、对称网络
9、矩阵：阻抗矩阵、导纳矩阵、转移矩阵、散射矩阵
10、如果按辐射元的类型则天线大致可以分为两大类：线天线和面天线
11、按极化方式分天线分：线极化天线、圆极化天线、椭圆极化天线
12、电波传播方式：视距传播、天波传播、地面波传播、不均匀媒质传播
13、衰落现象大致可分为：吸收型衰落和干涉型衰落
14、传输失真原因有：媒质的色散效应和随机多径传输效应
名词解释：
特性阻抗——传输线上行波的电压与电流的比值
传播常数：由衰减常数和相位常数构成
相速--—传输线上行波等相位面沿传输方向的传播速度
带状线：带状线仍可理解为与同轴线一样的对称双导体传输线，传输的主模是TEM模。
色散：是指电磁波的相速随频率而变的现象
天线：用来辐射和接收无线电波的装置称为天线
方向图：指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强即归一化场强的大小随方向变化的曲线图。
天线效率：天线辐射功率与输入功率Pin之比；要提高天线效率，应尽可能提高辐射电阻，降低损耗电阻
线天线：横向尺寸远远小于纵向尺寸并小于波长的细长结构的天线称为线天线。阵列天线：由若干辐射单元按某种方式排列所构成的系统称为天线阵
微波技术与天线重点
微波介于超短波和红外线之间，无线电波中波长最短，f H(300MHZ~3000GHz)
横电磁波TEM（无纵向电磁场分量，只有横向电场和磁场）
磁场纯横向波TM（E！=0，H=0,只有纵向电场，又称E波）
电场纯横向波TE（E=0,H！=0，只有纵向磁场，又称H波）0
特性阻抗Z0（复数，与工作频率有关，由传输线自身分布参数决定，与负载及信源无关）常用的平行双导线传输线的特性阻抗有250Ω、400Ω、600Ω
反射系数（传输线上任意一点Z处的反射波电压或电流与入射波电压或电流的比值，对于均匀无耗传输线，任意点反射系数大小相等，相位周期性重复λ/2）
负载匹配（终端反射系数为0时，此时传输线上反射系数处处为0）
驻波（终端不匹配的传输线上各点的电压和电流由入射波和反射波叠加而成）
无耗传输线三种不同工作方式（行波状态无反射的传输状态，纯驻波状态全反射状态λ/4阻抗变换性，行驻波状态信号源入射的电磁波功率一部分被终端负载吸收，另一部分被反射，传输线上既有行波又有纯驻波）
史密斯圆图（反射系数圆图、归一化电阻圆图、归一化电抗圆图）
k c截止波数（与波导系统横截面形状、尺寸、传输模式有关的参量，相移常数β=0时，波导系统不再传播，此时k c=k）
单模光纤所传输的模式是圆形介质波导内的主模HE11,没有截止频率
多阶梯阻抗变换器优缺点（使变换器在较宽的工作频带内仍可实现匹配）
波导多阶梯、同轴多阶梯、微带多阶梯
方向系数（在离天线某一距离处，天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度Smax与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度So之比）
微波天线与技术
微波天线与技术
一、传输线理论
1. 传输线定义：用于引导电磁波的装置。
2. 传输线的电性能
从传输模式上看，传输线上传输的电磁波分3种类型：
（1）TEM 波（横电磁波）：电场和磁场都与电磁波传播方向相垂直。
（2）TE 波（横电波）：电场与电磁波传播方向相垂直，传播方向上有磁场分量。
（3）TM 波（横磁波）：磁场与电磁波传播方向相垂直，传播方向上有电场分量。
TEM 传输线无色散。
TEM 传输线的工作频带较宽。
TEM 传输线的功率容量和损耗应能满足设计要求。
3. 传输线的及机械性能
（1）传输线的机械性能包括物理尺寸、制作难易程度、与其它元器件相集成的难易程度等指标，所以，传输线有平面化趋势。
（2）TEM 传输线有许多种类：常用的有平行双导线、同轴线、带状线和微带线(传输准TEM 波)，用来传输TEM 波的传输线，一般由两个（或者两个以上）导体组成。
4. 传输线理论是长线理论
传输线是长线还是短线，取决于传输线的电长度而不是它的几何长度。电长度定义为传输线的几何长度l 与其上工作波长的比值。当传输线的几何长度l 比其上所传输信号的工作波长还长或者可以相比拟时，传输线称为长线；反之
λλ
称为短线。例如，TEM 波传输线就是长线。
5. 分布参数电路
传输线理论是分布参数电路理论，认为分布电阻、分布电感、分布电容和分布电导这4个分布参数存在于传输线的所有位置上。
分布参数定义如下：
分布电阻R ——传输线单位长度上的总电阻值，单位为Ω/m 。
分布电导G ——传输线单位长度上的总电导值，单位为S/m 。
分布电感L ——传输线单位长度上的总电感值，单位为H/m 。
微波技术与天线复习笔记整理
输出功率与输入端总输入功率的比值（用百分比表示）。
解（1）由于驻波比为1.5，因而反射系数的大小为
故输入端的回波损耗为
于是，
可见，由于输入失配，有4%的功率返回到输入端口。
三路功率分配示意图
（2）设传输功率为，由于插入损耗为，故
有
该功率均匀分配到三个端口，则每个输出端口得到输出功率与输入端口总输入功率的比值应为
因此有
可见，输入功分器的功率分可分为反射功率，输出功率和损耗功率三部分。
例负载阻抗为Z1＝25Ω，在工作频率为3GHz时与50Ω同轴线线匹配。求出匹配时，同轴变换器的特性阻抗及长度。（同轴线内部介
2.0
1
1
l
=
+
-
=
ρ
ρ
Γ
10lg20lg13.98()
in
r l
r
P
L
P
==-Γ=dB
0.04
r in
P P
=
10lg0.5
in
i
t
P
L
P
==
in
t
89
.0P
P=
%
7.
29
in
out=
P
P
i
out
r
in
3P
P
P
P+
+
=
［例 4-2］求如图 4 - 5 所示双端口网络的［Z ］矩阵和［Y ］矩阵。
图4-5 双端口网络 解:由［Z ］矩阵的定义 于是
而 例3、求如图所示电路的转移矩阵
对称性 例4 求一段电长度为θ的传输线的散射矩阵 解：由传输线特性
221
1
1
1101221011
12022
2202||||I A C I C
I C I B C U Z Z Z I U
Z Z I U Z Z I U Z Z Z I =====
=+=====
=+[]A C
C C B C Z Z Z Z Z Z Z +⎡⎤=⎢
⎥+⎣⎦
[][]⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡+--+++=
=-C A C
C C B C B A B A Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Y )(1
微波技术与天线
1、简述天线的功能：
1、天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。
2、天线具有方向性。
3、天线有适当的极化。
4、天线应有足够的工作频带。
2、简述天线的种类：
1、按用途分为通信天线、广播电视天线、雷达天线等；
2、按工作波长，天线分为长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微博天线等；
3、按辐射元的类型可将天线分为两大类：线天线和面天线。
3、简述什么是天馈系统
把天线和发射机或接收机连接起来的系统称为馈线系统。馈线系统和天线的联系十分紧密，有时把天线和馈线系统看成是一个部件，统称为天线馈线系统，
4、简述点基本振子的电磁场特性 近、远区场
（1）近区场的特点：kr<<1即r<
1、电厂θE 和Er 与静电场问题中的电偶极子的电场相似，电场H φ和恒定电流场问题中的电流元的磁场相似，所以近区场称为准静态场。
2、由于场强与1/r 的高次方成正比，所以近区场随距离的增大而迅速减小，即离天线较远时，可认为近区场近似为零。
3、电场与磁场相位相差90，说明波印廷矢量为虚数，也就是说，电磁能量在场源和场之间来回振荡，没有能量向外辐射，所以近区场又称为感应场。
（2）远区场的特点：kr>>1,即r>>λ/2π
1、在远区，电基本振子的场只有θE 和H φ两个分量，它们在空间上相互垂直，在时间上同相位，所以其坡印廷矢量*21H
E S ⨯=是实数，且指向r 方向。这说明电基本振子的远区场是一个沿着径向向外传播的横电磁波，故远区场又称为辐射场。
2、θE /H φ=η=00/εμ=120π（Ω）是一常数，即等于媒质的本征阻抗，因而远区场具有与平面波相同的特性。
对微波技术与天线的感受
对微波技术与天线的感受
微波、天线与电波传播是无线电技术的一个重要组成部分，它们三者研究的对象和目的有所不同。微波主要研究如何引导电磁波在微波传输系统中的有效传输，它的特点对传输系是希望电磁波按一定要求沿微波传输系统无辐射的传输，统而言辐射是一种能量的损耗。天线的任务则是将导行波变换为向空间定向辐射的电磁波，或因此天线有两个将在空间传播的电磁波变为微波设备中的导行波。
基本作用∶
1、有效地辐射或接收电磁波，
2、把无线电波能量转换为导行波能量。电
微波、天线
波传播则是分析和研究电波在空间的传播方式和特点。
与电波传输播三者的共同基础是电磁场理论，三者都是电磁场在不同边值条件下的应用。
微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称，它的作用是引导电磁波沿一定方向传输，因此又称为导波系统，其所导引的电磁波被称为导行波。
一般将截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统称为规则导波系统，又称为均匀传输线。把导行波传播的方向称为纵向，垂直于导波传播的方向称为横向。无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波，即TEM波。另外，传输线本身的不连续性可
以构成各种形式的微波无源元器件，这些元器件和均匀传输线、有源元器件及天线一起构成微波系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
相速Vp :电压、电流入射波(或反射波)的等相位面沿传输方向的传播速度,用Vp 表示。 波长λ:传输线上电压(或电流)波的相位相差2π的两观察点间的距离称为波长,记为λ。 反射系数Γ:传输线上任一点z 处的反射波电压(或电流)和入射波电压(或电流)的比值,记作Γu(z)(或Γi(z)),它和阻抗本身有周期=λ/2,|Γ|与ρ为系统不变量,|Γ|∈[0,1], ρ∈[1,∞)。
驻波系数ρ:传输线上波腹点电压与波节点电压之比,记为ρ。
沿z 向传播的导行波的相速定义为导波的等相位面向前移动的速度,记为Vp 。
群速Vg :指一群具有非常接近的角频率ω和相移常数β的波,在传输过程中表现出来的共同速度,这个速度代表能量的传播速度,用Vg 表示。
无纵向场分量,即Ez=Hz=0。只有横向电磁场分量,故称为横电磁模(TEM )。
有纵向场分量。a)Ez ≠0,Hz=0,为横磁模(TM )。只有电场才有纵向分量,故又称电模(E);b) Ez=0,Hz ≠0,为横电模(TE )。只有磁场才有纵向分量,故又称磁模(H);c)Ez ≠0,Hz ≠0,为混合模,TE 、TM 线性叠加。
电基本振子:无限小的线性电流单元,即长度L 远小于工作波长λ,线上电流振幅和相位处处相通。
对称振子:由两根粗细和长度都相同的导线构成,中间为两个反馈点。
全波振子:对称振子的臂长为2h=λ的振子。
半波振子:对称振子的臂长为2h=λ/i 的振子。
谐振fo :在导体中，电储能等于磁储能。
谐振波长:光波长整数倍的波长。
方向性系数D :表示天线向某一个方向集中辐射电磁波的程度,即天线在远区最大辐射方向上某点的平均辐射功率密度(Smax)av 与平均辐射功率相同的无方向性天线在同一点的平均辐射功率密度(So)av 之比(Pr 、R 相同)。
增益系数G :天线在远区最大辐射方向上某点的平均功率密度与平均输入功率相同的无方向性天线在同一点的平均功率密度之比(Pin 、R 相同)。
效率ηA :天线的平均功率Pr 与平均输入功率Pin 之比。
输入阻抗Zin :天线输入端(或传输线上任一点z 处)的复电压与复电流之比。
有效长度Lein :在保持实际天线最大辐射方向上场强不变的条件下,假设天线上电流为均匀分布时天线的有效长度,天线的有效长度越长，表明天线辐射能力越强。
电基本振子:近区场kr<<1，感应场，远区场kr>>1，辐射场。
品质因数Q :描述谐振系统选频特性优势和能量损耗度。
方向图:天线辐射的电磁波在固定距离上。
二元阵天线:两个形式和取向相同的天线单元沿直线坐标系的某一坐标轴排列。
p v ω
β=πλβ=
2
传输线方程:
无耗
C z G z L z R z
空心波导中不存在TEM 波:因为传输方向为z 方向，所有磁场闭合成环，故(a)(b)不是TEM 波,又根据安培环路定理 故(d)不是矩形波导，对于(e)Ez ≠0故不是TEM 波导。
传输线工作状态
:
特性阻抗:
传播常数
:
传输线无耗
相速与波长:
截至波长截止频率:
波导波长
相速度
群速度
谐振波长谐振频率:
方向性乘积定理
无耗网络p v ωβ=πλβ
=2Z 0βγj )j )(j (+=++≈a wC G wL R 12211122+()=ϕϕϕϕπ-+±（）
网络传输
归一化:Z=Zc* Y=/Zc in=in’+in”
21
T S
=
2121
=ϕ
Φ