第3章 偶极子天线

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偶极子天线研究方法

偶极子天线研究方法

偶极子天线研究方法
偶极子天线是一种广泛应用于无线通信中的天线类型,其结构简单、性能稳定、易于制造,因此被广泛应用于各种通信系统中。

为了研究偶极子天线的性能和优化设计,需要采用一定的研究方法。

偶极子天线的研究方法主要包括以下几个方面:
1.理论分析:通过建立偶极子天线的电磁场模型,推导出其辐射特性、阻抗匹配等性能参数的计算公式,以及优化设计的基本原理。

2.仿真模拟:通过电磁仿真软件,如Ansys、HFSS等,对偶极子天线的电磁场进行数值模拟计算,得到其辐射特性和性能参数。

3.实验测试:通过实验测试,测量偶极子天线的辐射特性、阻抗匹配、功率传输等性能参数,验证理论分析和仿真模拟的结果,并对偶极子天线的优化设计提供实验依据。

4.优化设计:结合理论分析、仿真模拟和实验测试的结果,对偶极子天线的结构参数、材料特性等进行优化设计,以达到更好的性能指标。

在偶极子天线的研究中,理论分析、仿真模拟、实验测试和优化设计是相互补充的,需要综合运用来实现对偶极子天线的全面研究和优化设计。

- 1 -。

偶极子天线工作原理

偶极子天线工作原理
最常见的偶极子天线是半波天线,它的总长度近似为工作波长的一半。 除了直导线构成的半波天线,有时也会使用其他种类的偶极子天线,如直导 线构成全波天线、短天线,以及形状更为复杂的笼形天线、蝙蝠翼天线等。 历史上,海因里希·赫兹在验证电磁波存在的实验中使用的天线就是一种偶 极子天线。
技术特性: ● 侧挂式低损耗 ● 垂直极化 ● 直流接地
dB
倍数
重量 kg
高度L m
风载荷 (v=160 km/ h)
kg
1
1
1. 5
1.4
9
1. 4
10.1
2
1
4. 5
2.8
3
1
6.3
4.2
18
3.7
27
6. 0
Hale Waihona Puke 20.2 30. 34
1
7.5
5. 6
36
8.3
40.4
6
1
9.3
8. 4
54
12.9
8
1
10.5
11. 3
72
17.5
60.6 80. 8
1KW
● 宽带天线 ● 不锈钢材料
电气特性:
特性阻抗:
50Ω
频率范围:
87 ~108 MHz
增益:
1.5dB
极化:
垂直极化
电压驻波比: < 1.30 (全带宽)
额定输入功率: < 1.10 (指定频率)1KW /3KW/5KW/10KW
组阵: 输入接口:
该天线特别适合作为阵列单元形成各种辐射图 L27-50K(1KW) IF45-50K(3KW) IF70-50K(5KW) IF110-50K(10KW)

磁偶极子天线

磁偶极子天线

6.4 磁偶极子天线自强●弘毅●求是●拓新(1)小电流环天线结构电流环上通有随时间谐变的电流,电流的振幅为恒量,数学 上可表示为:(2)小电流环天线的电磁场如果电流环半径很小,考虑到是随位置变化的,将其在球坐标系中表示,即eˆ r eˆ J r eˆ ' I 0 z a eˆ I 0z aeˆ r sin sin eˆ cos sin ' ' eˆ cos ' 磁矢位 Ar , , I0a04π2πeeˆˆrsinsin cossin ' ' 0 eˆ cos ' e jkR Rd'I0a04π2π 0eˆ eˆ cos ' e jkR Rd'由于环上电流只有phi分量,可以预言A仅有phi分量,故上式积分后只剩下phi分量。

(2)小电流环天线的电磁场e jkR R e jkr ra jk r1 r2 ej krsin cos'Ar, , I0s04πe jkr jk r1 r2sinH r 1 Ar 0E r 1 H r j 0 H r Hj I 0 kscos 2πr 2ejkr 11 jkr I 0 k 2 ssin 4πrejkr 11 jkr1kr 2 ErE0 E 0 0I 0 k 2 ssin 4πre jkr 11 jkr (3)小电流环天线的辐射场特性近场区电磁场kr 1, exp jkr 1 H r H 2 I 0 s cos 4 πr 3I 0 s sin 4 πr 3 E j I 0 k s sin 4πr 2其磁场正好是第三章中小电流圆 环(即磁偶极子)产生磁场的表 达式(3-5-12)远场区的辐射场kr 1 E H I 0 sk 2 sin 4πr I 0 sk 2 sin 4πr 0 e jkr 0e jkr与电偶极子远区场相比,除电场和磁场的极化方向互 为置换外,特性类似(3)小电流环天线的辐射场特性利用辐射电阻的定义,得到小电流圆环(磁偶极子)的辐射电阻是 Rr2PI2 02I2 0 Sr, , dss1I2 0π Re0EH 2πr 2sin d320π4 s2 2 【例】 设导线的长度为1米,求制作成圆环和电偶极子天线的辐射电阻。

偶极子天线馈电原理_概述及解释说明

偶极子天线馈电原理_概述及解释说明

偶极子天线馈电原理概述及解释说明引言1.1 概述偶极子天线是一种常见的无线通信装置,广泛应用于无线电、雷达、卫星通信等领域。

它具有结构简单、易于制造和调整的优点,被广泛用作天线系统中的辐射元件。

然而,在实际应用中,为了保证偶极子天线能够正常工作并发挥最佳性能,馈电原理起着至关重要的作用。

1.2 文章结构本文主要围绕着偶极子天线的馈电原理展开讨论,旨在从基本原理到常见馈电方式以及馈电原理对天线性能的影响因素进行全面介绍。

文章共分为四个主要部分:引言、偶极子天线的基本原理、常见的偶极子天线馈电方式和馈电原理对偶极子天线性能的影响因素。

最后,在结论部分对本文进行总结,并强调偶极子天线馈电原理的重要性。

1.3 目的本文旨在解释和说明偶极子天线的馈电原理,深入揭示不同馈电方式对其性能产生的影响,并探讨如何针对这些影响因素进行优化。

通过详细讨论和分析,希望读者能够全面了解偶极子天线的馈电原理,并能在实际应用中正确选择和配置合适的馈电方式,以提高天线系统的性能和效率。

2. 偶极子天线的基本原理:2.1 基本概念:偶极子天线是一种常见的无线通信天线,由于其结构简单且具有良好的接收和发射性能,在许多领域得到广泛应用。

偶极子天线基于偶极子理论,即将电磁信号分为电场和磁场两个部分,并利用在空间中摆动产生辐射以进行信息传输。

2.2 偶极子的结构和工作原理:偶极子天线通常由一个导体材料制成,外形呈直棒状或折叠形状。

它可以通过连接导线和馈电点与其他电路相连。

当交流信号通过导体时,导体上会形成一个起伏的电势差,从而产生电场和磁场。

这些起伏的电势差产生远距离传输能力。

2.3 馈电方式及其作用机理:偶极子天线可通过不同的馈电方式进行供电。

常见的馈电方式有平行馈电方式、垂直馈电方式和正交馈电方式。

- 平行馈电方式:这种方式中,导线与偶极子平行排列并与之相连。

当交流信号通过导线时,产生的电场沿着偶极子的方向辐射出去。

这种方式适用于需要较高增益和定向性的应用。

偶极子天线——精选推荐

偶极子天线——精选推荐

天线偶极子天线偶极子天线用来发射和接收固定频率的信号。

虽然在平时的测量中都使用宽带天线,但在场地衰减和天线系数的测量中都需要使用偶极子天线。

SCHWARZBECK偶极子天线的频率范围由30MHz~4GHz。

其中的VHAP和UHAP是一套精确偶极子天线,特别适用于场地衰减和天线系数的测量。

同时该天线为日本VCCI 等标准机构指定的电波暗室和开阔场场地衰减测量等的唯一专用天线。

该天线为众多实验室所采用,作为实验室的天线标准。

另外还有各种偶极子天线,用户可根据需要选择.主要技术指标:其他几种脉冲发生器如下:超宽宽带天线超宽宽带天线是一种复合天线,频率范围能覆盖双锤天线和对数周期天线的频率范围。

超宽宽带天线的使用使得在辐射骚扰测试和场强的测试中,不需要在测试过程中更换天线,从而提高测试的速度和效率。

为方便客户,SCHWARZBECK为客户提供两种超宽宽带天线。

TRILOG和LOGBICON。

两种天线在工作的频率范围和尺寸上有所差别,用户可根据需要自主选择。

双锤天线SCHWARZBECK公司的双锤天线完全符合CISPR、FCC、MILSTD标准的要求。

主要使用于辐射骚扰、辐射抗扰度测试以及信号的发射和接收。

双锤天线是由天线支架和天线振子组成。

可根据需要组成所需的天线,也可选用整合双锤天线。

天线柄技术指标:天线振子技术指标:双锤天线技术指标:对数周期天线SCHWARZBECK公司的对数周期天线完全符合CISPR、FCC、MILSTD标准的要求。

主要使用于辐射骚扰、辐射抗扰度测试以及信号的发射和接收。

工作频率可高达18GHz,功率高达3000W。

天线均由铝材制成,重量轻。

其中VULP9118系列由于功率高、增益大,很适合用来作为辐射抗扰度测试的发射天线。

技术指标:双脊喇叭天线BBHA系列双脊喇叭天线是一种低驻波比工作频率范围宽的高频天线。

工作频率可达40GHz。

随着频率的增大,天线增益可达18dBi。

BBHA系列双脊喇叭天线可用作发射或接收的天线,也适用于各种电磁兼容测试,且完全符合电磁兼容标准的要求。

第3章 偶极子天线

第3章 偶极子天线
π
2
R∑ =
30
π


0
dϕ ∫
π
0
cos(kl cos θ ) − cos kl dθ sin θ
2
3.3 偶极子天线
l << λ , ka < 0.1 R∑ = 20(kl )
4
3.3 偶极子天线
前面求得的辐射电阻是在远区积分得到的,没有 考虑近区场。如果作一闭合面紧靠振子表面,这 时波印廷矢量沿表面的积分所得的功率应既有实 部又有虚部。实部功率产生脱离振子电流和电荷 的辐射场,虚部表示无功功率,它表示受振子电 流和电荷牵制的,并与电流和电荷形成统一体, 不能分割开的储能场。
天线
3.3 偶极子天线
将振子辐射的功率等效为沿天线臂的电阻 损耗,且此损耗电阻均匀地分布在天线臂 上。设振子单位长度损耗电阻为R1整个振 子的损耗功率为
1 1 2 2 Pr = ∫ I z R1dz = I m R∑ 20 2
l
将I Z = I m sin k (l − z ) 代入上式得
2 R∑ R1 = sin 2kl l (1 − ) 2kl
2012-5-22
3.3 偶极子天线
天线的输入功率为:PA = I 0 为振子的输入电流 RA为输入阻抗的实数部分 如果认为振子是由理想导体制成的,那么输入功率和辐射功率相等
2 I m R∑ = I 02 RA 2
1 2 I 0 RA 2
Im R∑ R∑ ,Q I 0 = I m sin kl ,∴ RA = RA = I0 sin 2 kl X∑ Z∑ 同理可以得到:X A = ,Z A = 2 sin kl sin 2 kl
3.3 偶极子天线

偶极子天线特征频率

偶极子天线特征频率

偶极子天线特征频率
偶极子天线是一种非常常见的天线类型,通常用于无线通信系统中。

它是一种具有双极性辐射特性的天线,可以实现水平和垂直方向的辐射。

偶极子天线的特征频率是指其工作频率范围中的一个重要频率,通常是其
最佳性能的频率。

在这个特征频率处,偶极子天线的辐射效率最高,辐射
图案最稳定。

偶极子天线的特征频率受到很多因素的影响,包括天线的尺寸、结构、工作环境等。

一般来说,偶极子天线的特征频率可以通过其长度来确定。

偶极子天线的长度通常是其所处频率的波长的一半,因此特征频率可以通
过以下公式计算:
f=c/(2*L)
其中,f为特征频率,c为光速,L为偶极子天线的长度。

在实际应用中,偶极子天线的特征频率通常是设计时考虑的一个重要
参数。

通过调整天线的尺寸和结构,可以实现在不同频率范围内的性能优化。

偶极子天线的特征频率决定了其在特定频段内的辐射特性,如增益、
方向性、波束宽度等。

另外,偶极子天线的特征频率也会影响到其在系统中的应用。

在无线
通信系统中,通常会根据系统的频段要求选择合适频率范围内的天线,以
保证系统的正常工作。

因此,了解偶极子天线的特征频率是设计和应用中
必不可少的一步。

总的来说,偶极子天线的特征频率是其在特定频率范围内最佳性能的
体现,是其设计和应用中需要关注的重要参数。

通过合理设计和选择,可
以实现偶极子天线在无线通信系统中的优异性能表现。

偶极子天线和单极子天线的半功率波束宽度

偶极子天线和单极子天线的半功率波束宽度

偶极子天线和单极子天线的半功率波束宽度【原创实用版】目录1.偶极子天线和单极子天线的定义与特点2.半功率波束宽度的定义及其与天线类型的关系3.偶极子天线的半功率波束宽度4.单极子天线的半功率波束宽度5.结论正文1.偶极子天线和单极子天线的定义与特点偶极子天线是一种广泛应用于无线通信领域的天线类型,其基本结构由两个对称的金属导体组成,这两个导体之间的距离为天线的半波长。

偶极子天线的特点是方向性较强,信号传输效率较高,但抗干扰能力较弱。

单极子天线是另一种常见的天线类型,其基本结构为一个垂直于地面的金属导体。

单极子天线的特点是方向性较弱,信号传输效率较低,但抗干扰能力较强。

2.半功率波束宽度的定义及其与天线类型的关系半功率波束宽度是指天线发射或接收信号时,信号强度降低到最大信号强度的一半所对应的角度范围。

半功率波束宽度是衡量天线方向性的重要参数,与天线类型的选择密切相关。

3.偶极子天线的半功率波束宽度偶极子天线的半功率波束宽度一般较小,通常在 30 度至 60 度之间。

这使得偶极子天线在通信过程中具有较强的方向性,能够有效地减少信号的反射和干扰,提高信号传输效率。

4.单极子天线的半功率波束宽度单极子天线的半功率波束宽度较大,通常在 120 度至 180 度之间。

这使得单极子天线在通信过程中具有较弱的方向性,容易受到外界干扰,但同时也具有较强的抗干扰能力。

5.结论综上所述,偶极子天线和单极子天线在半功率波束宽度方面具有显著差异。

偶极子天线具有较小的半功率波束宽度,适用于需要较强方向性的通信场景;而单极子天线具有较大的半功率波束宽度,适用于需要较强抗干扰能力的通信场景。

第3章 偶极子天线

第3章 偶极子天线

3.3 偶极子天线
形成天线不同方向性的主要因素: a. 基本元的方向性; b. 天线上电流的振幅和相位分布; c. 各基元到远区观察点的射线间的行程差。
3.3 偶极子天线
偶极子天线的辐射功率和辐射电阻
r2 P∑ = 2
π ε 2π dϕ ∫ Eθ2 sin θdθ 0 µ ∫0
2 m 2π
30 I cos(kl cos θ ) − cos kl P∑ = ∫0 dϕ ∫0 dθ π 2 sin θ 1 2 P∑ = I m R∑ 2
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3.3 偶极子天线
天线的输入功率为:PA = I 0 为振子的输入电流 RA为输入阻抗的实数部分 如果认为振子是由理想导体制成的,那么输入功率和辐射功率相等
2 I m R∑ = I 02 RA 2
1 2 I 0 RA 2
Im R∑ R∑ ,Q I 0 = I m sin kl ,∴ RA = RA = I0 sin 2 kl X∑ Z∑ 同理可以得到:X A = ,Z A = 2 sin kl sin 2 kl
2 L 3λ/2
=
2L = 2λ
3π cos cos θ 2 f (θ ) = sin θ
f (θ ) =
cos(2 π cos θ ) − 1 sin θ
3.3 偶极子天线
• 从方向性函数我们发现偶极子天线在各方向的场强分布是 不均匀的。偶极子天线辐射场的相位与方向无关,在远区 观察点看,偶极子天线辐射场的波好似从它的馈点开始沿 着r方向传播来的,因此这点称为相位中心。 • 我们可以书中69页的图3.9发现方向图的变化:当l小于等 于半波长时,方向图随l变长而变得尖锐,只有一个波瓣, 最大辐射方向在90度;当l大于半波长时,振子上出现反向 电流,在计算远区电场时不仅要考虑场点到振子不同位置 距离差引起的相位差,还要考虑电偶极子电流的相位差, 这就导致了方向图上出现了多瓣现象,称为副瓣。 • 偶极子天线在轴向均无辐射。

偶极子天线圆柱体半径

偶极子天线圆柱体半径

偶极子天线圆柱体半径
【原创实用版】
目录
1.偶极子天线的基本概念
2.偶极子天线圆柱体半径的计算方法
3.圆柱体半径对偶极子天线性能的影响
4.结论
正文
1.偶极子天线的基本概念
偶极子天线是一种常见的天线类型,广泛应用于无线通信、广播和导航系统等领域。

它是由两个对称的金属棒组成的,分别称为“正极”和“负极”。

当正负极之间存在电势差时,偶极子天线会产生电磁波,从而实现信号的传输。

2.偶极子天线圆柱体半径的计算方法
在实际应用中,偶极子天线的形状可能会有所不同,例如圆柱体形状。

圆柱体半径的计算方法通常需要根据天线的工作频率、波长和辐射方向等因素来确定。

一般来说,可以通过以下公式来计算圆柱体半径:r = (c / 2πf) * √(1 / (1 + (fc / √(εr * r))))
其中,r 是圆柱体半径,c 是光速,f 是天线工作频率,εr 是相对电介质常数,fc 是第一类临界频率。

3.圆柱体半径对偶极子天线性能的影响
圆柱体半径对偶极子天线的性能有重要影响。

首先,圆柱体半径的大小会影响天线的辐射方向。

当半径较大时,天线的辐射方向较为集中,适合用于定向通信;当半径较小时,天线的辐射方向较为分散,适合用于广
播和导航等非定向应用。

其次,圆柱体半径还会影响天线的工作频率。

当半径较小时,天线的工作频率较低;当半径较大时,天线的工作频率较高。

因此,在设计和选择偶极子天线时,需要根据实际应用场景和需求来合理选择圆柱体半径。

4.结论
偶极子天线是一种重要的天线类型,其圆柱体半径的计算方法和对天线性能的影响都需要充分考虑。

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cos2k
l
j
sh2kl
ch2
a
l
c
os
2k
l
RA jX A
3.3 偶极子天线
3.3 偶极子天线
在偶极子天线长度确定的情况下,随着频率的变化, 方向图或最大辐射方向会改变,副瓣电平可能增大, 阻抗匹配将变坏等。因此,对一个特定的偶极子天线 就应该具有通频带的概念。 阻抗随频率的变化很大,因此经常以阻抗特性来定义 偶极子天线的通频带。天线输入阻抗的变化会引起天 线电压驻波比的变化,通常根据一个天线的工作条件 和要求给出一个允许的最大电压驻波比来定义天线的 通频带。
c
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l
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c
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l
2dLeabharlann P1 2I
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R
R
30
2
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0
0
c
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c
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k
l
2
d
3.3 偶极子天线
l , ka 0.1
R 20kl4
3.3 偶极子天线
前面求得的辐射电阻是在远区积分得到的,没有 考虑近区场。如果作一闭合面紧靠振子表面,这 时波印廷矢量沿表面的积分所得的功率应既有实 部又有虚部。实部功率产生脱离振子电流和电荷 的辐射场,虚部表示无功功率,它表示受振子电 流和电荷牵制的,并与电流和电荷形成统一体, 不能分割开的储能场。
3.3 偶极子天线
柱面上的波印廷矢量的法向分量,z方向上的积分为零
Sx
1 2
Ez
H
*
Sz
1 2
Ex H*
l 2
P 2 0 Sxaddz
0
3.3 偶极子天线
P
l 0
E
x
I
* Z
dz
P
1 2
I
m
I
* m
Z
Z
2
I
m
I
* m
l 0
Ex
I
* Z
dz
Z R jX
3.3 偶极子天线
• 从能量守恒定理分析,上式的结果与用 坡印廷矢量在远区积分得到的辐射电阻 是相等的。无功功率产生与振子上的电 流和电荷构成统一体的储能场,该场没 有辐射特性,不能脱离振子。所以可以 发现,通过不同位置和不同形状的闭合 面的坡印廷矢量积分是不相等的。

r1 r0 z cos r0 z cos z 0
在分母中,r2 r0 z cos r0 z cos z 0
在相位中
3.3 偶极子天线
代入积分式:
l
E dE
l
j 60Im sin e jkr0 l sin k (l z )e jkzcos dz
r0
l
j 60Im cos(kl cos ) coskl e jkr0
2Wt
W
Wt
1
j
k
Wt
120ln
d a
不考虑损耗是偶极子天线的平均特性阻抗
Wa
1 l
l 0
120
ln(
2z a
)dz
120ln
2l a
1
3.3 偶极子天线
偶极子天线的特性阻抗为
W
'
Wa
1
j
a
k
a
R1 2Wa
偶极子天线的输入阻抗
Z A W ' cotl
Wa
1
j
a
k
sh
ch2al
2al
• 偶极子天线在轴向均无辐射。
形成天线不3同.方3向偶性的极主子要天因素线:
a. 基本元的方向性; b. 天线上电流的振幅和相位分布; c. 各基元到远区观察点的射线间的行程差。
3.3 偶极子天线
偶极子天线的辐射功率和辐射电阻
P
r2 2
2
d
0
0
E2 sind
P
30
I
2 m
2
2 0
d
0
l
,Z
A
Z sin2 kl
3.3 偶极子天线
实际上振子上的电流不是按正弦规律分布的,在一些情况下
上面的方法是不适用的。
3.3 偶极子天线
• 通常发射设备和发射天线,接收设备和 接收天线都要经过传输线来相连。根据 传输线理论,传输线特性阻抗等于它的 负载阻抗时,传输线工作在匹配状态。 在天线馈线系统中,传输线的终端负载 为天线的输入阻抗。因此为了使传输线 和天线匹配,必须使天线的输入阻抗等 于阻抗等于传输线的特性阻抗。在不相 等的情况下要利用匹配技术来进行匹配。
sin
半波对称振子3.l3 偶/ 4,极子 9天00时线 fmax 1
cos( cos ) F ( ) 2
sin
2 0.5 780
120
150
H面
180
90
1 60
0.5 30
0
210
330
240
300
270
120
E面 150 180
90 1 60
0.8
0.6
0.4
0.2
30 0
210
330
240
3.3 偶极子天线
• 平衡的破坏
– 天线附近的金属障碍物,如接地平面 – 同轴馈电外导体外表面电流
• 解决方案
– 平衡—不平衡转换器
3.3 偶极子天线
感谢下 载
v 4l
3.3 偶极子天线
相对通频带为
2f f0
2
f1 f0 f0
2
1
2
arctanWa Ra
可以看出当 Wa越小或Ra越大或振子半径越大 时天线的通频带就越宽 。
3.3 偶极子天线
当天线的输入电抗为零时,称为发生了谐振,从图 中可以看到天线电抗为零时,天线长度总是略小于 四分之波长的整数倍。这种现象称为天线的缩短效 应。这种现象是由于终端集中了过多的电力线造成 的。电力线集中等效在末端加有电容,该电容可以 用一段开路的双线传输线代替。因此末端电流不为 零,振子好像在末端加长了一段。振子半径越大要 求缩短的长度就越大。 由于偶极子天线的谐振长度小于四分之一波长,所 以振子上的波长也小于自由空间的波长,这种现象 叫做波长缩短现象。
3.3 偶极子天线
• 对称振子是中间馈电,其两臂由两段等长 导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a, 长度为l。
3.3 偶极子天线
若想分析对称振子的辐射特性,必须首先知道它的电流分布。 为了精确地求解对称振子的电流分布,需要采用数值分析方 法,但计算比较麻烦。实际上,细对称振子天线可以看成是 由末端开路的传输线张开形成,理论和实验都已证实,细对 称振子的电流分布与末端开路线上的电流分布相似,即非常 接近于正弦驻波分布,并忽略振子损耗,则其形式为
r0
s in
——偶极子天线辐射场
3.3 偶极子天线
1)方向性函数
E
60Im cos(klcos ) coskl 60Im
r0
sin
r0
f ( )
f ( ) cos(klcos ) coskl sin
归一化方向性函数:
f ( )
F( )
1
cos(klcos ) coskl
fmax
fmax
角、距离的倒数成反比; 2 电场和磁场的远场比值为波阻抗; 3电场和磁场的远场是正交的;
3.1电偶极子
电偶极子的方向性函 数
3.1电偶极子
3.2磁偶极子
• 磁偶极子又称电流环。
3.3 偶极子天线
• 通过计算可以发现电偶极子和磁偶极子的辐射电阻很小, 为了实现大功率的辐射,需要很高的电流,所以电偶极子 和磁偶极子都不是有效的辐射器。
天线 线
—— 有损耗的开路传输
将振子辐3射.3的功偶率极等效子为天沿线天线臂的电阻
损耗,且此损耗电阻均匀地分布在天线臂
上。设振子单位长度损耗电阻为R1 整个振 子的损耗功率为
Pr
1 2
l 0
I z2R1dz
1 2
I m 2 R
将IZ Im sin k(l z)
代入上式得
R1
2R l(1 sin 2kl)
• 偶极子天线又称为对称振子。将终端开路的平行双导线张 开,就构成了偶极子天线。当双线传输线之间的距离远小 于工作波长时,由于位移电流束缚在两导线之间的场中, 因此终端开路的双导线的辐射能量也是极微弱的,作为天 线是不利的。为此,必须将终端开路的双线传输线张开, 使位移电流扩展到交大的空间去。因此偶极子天线具有足 够的开放性,即电磁力线裸露在空间中,使振子上的能量 离开导线,构成进入空间的通路。
• 从方向性函数我们发现偶极子天线在各方向的场强分布是 不均匀的。偶极子天线辐射场的相位与方向无关,在远区 观察点看,偶极子天线辐射场的波好似从它的馈点开始沿 着r方向传播来的,因此这点称为相位中心。
• 我们可以书中69页的图3.9发现方向图的变化:当l小于等 于半波长时,方向图随l变长而变得尖锐,只有一个波瓣, 最大辐射方向在90度;当l大于半波长时,振子上出现反 向电流,在计算远区电场时不仅要考虑场点到振子不同位 置距离差引起的相位差,还要考虑电偶极子电流的相位差, 这就导致了方向图上出现了多瓣现象,称为副瓣。
2020/9/13
3.3 偶极子天线
天线的输入功率为:PA
1 2
I
2 0
RA
I0为振子的输入电流
RA为输入阻抗的实数部分
如果认为振子是由理想导体制成的,那么输入功率和辐射功率相等
I
2 m
R
I
2 0
RA
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