天线辐射
无线天线辐射相关资料全
电磁辐射相关标准一电磁辐射结合法规国家环保总局制定的《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）二电磁辐射防护标准在我国有关电磁辐射环境保护的法规中，主要是两个国家标准：由国家环保总局制定的《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）。
前一个国标规定的防护限值是可接受的防护水平的上限，并包括各种可能的电磁辐射污染的总量值。
它不是直接作为具体的某一个电磁工程的评价标准。
后一个国标是专门针对保护社会人群的居住环境、经常活动场所的标准，并“以电磁波辐射强度及其频段特性对人体可能引起潜在性不良影响的阈值为界，将环境电磁波辐射强度标准分为二级”。
其中一级标准是人居环境标准，电磁辐射强度达到一级的区域就称为安全区。
“在该环境电磁波强度下长期居住、工作、生活的一切人群（包括婴儿、孕妇和老弱病残者），均不会受到任何有害影响的区域；新建、改建或扩建电台、电视台和雷达站等发射天线，在其居民覆盖区内，必须符合‘一级标准’的要求”。
二级标准为中间区，指在该环境电磁波强度下长期居住、工作和生活的一切人群(包括婴儿、孕妇和老弱病残者)可能引起潜在性不良反应的区域；在此区内可建造工厂和机关，但不许建造居民住宅、学较、医院和疗养院等，已建造的必须采取适当的防护措施。
国家环境保护总局于1996年发布了《辐射环境保护管理导则：电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T 10.3-1996），进一步明确了具体的工程项目评价应当采用的标准值。
“公众总的受照射剂量包括各种电磁辐射对其影响的总和，包括拟建设施可能或已经造成的影响，还要包括已有背景电磁辐射的影响，总的受照射剂量限值不应大于国家标准《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）的要求”。
对于评价单个项目的影响，则规定“为使公众受到总照射剂量小于GB8702－88的规定值，对单个项目的影响必须限制在GB8702－88限值的若干分之一，在评价时，对于由国家环境保护局负责审批的大型项目可取GB8702－88中场强限值的1/√2，或功率密度限值的1/2。
天线辐射损耗
天线辐射损耗
天线辐射损耗是指随着天线工作频率的增加，天线辐射功率相对于输入功率的比例减小的现象。
辐射损耗是天线设计中需要考虑的重要参数之一，对于天线的性能和效率有着直接的影响。
天线辐射损耗通常由以下几个方面造成：
1. 导体损耗：天线导体的电阻会导致能量转化为热能而损耗。
导体的材料、几何形状和尺寸等因素都会影响导体的电阻，进而影响辐射损耗。
导体材料越好导电性能越好，导体损耗越小。
2. 场边损耗：天线电磁场的边缘部分产生辐射损耗。
电磁波沿着天线辐射远离天线时，相位延迟和振幅衰减导致能量损耗。
3. 涉及损耗：当天线辐射波与其他物体相互作用时，如建筑物、地面等，会发生反射、散射和透射等过程，进而产生能量损耗。
4. 轴向比损耗：天线辐射波的传播方向与天线轴线不一致时，会导致损耗。
这种损耗通常发生在方向性天线中，当辐射波偏离天线主辐射方向时，会有辐射损耗。
为了减少天线辐射损耗，可以采取以下措施：
1. 选择低损耗的导体材料和结构设计，减小导体损耗。
2. 优化天线设计，使电磁场尽可能集中在主辐射方向上，减小轴向比损耗。
3. 避免与其他物体接触，减小涉及损耗。
4. 使用合适的天线辐射模型和仿真工具进行仿真和优化设计，减小辐射损耗。
总之，天线辐射损耗是天线设计中需要注意的重要参数。
通过优化设计、选择合适的材料和采取适当的措施，可以减小辐射损耗，提高天线的性能和效率。
天线辐射范围
天线辐射范围
天线的辐射范围取决于其类型、设计和工作频率。
不同类型的天线具有不同的辐射模式和辐射范围。
一般来说，天线的辐射范围可以分为以下几个方面：
1. 辐射方向：天线通常具有主要辐射方向，也称为主辐射波束。
这是天线辐射信号最强的方向，辐射能量集中在这个方向上。
辐射波束的宽度决定了天线的方向性，窄波束天线辐射范围较小，宽波束天线辐射范围较大。
2. 信号强度：天线辐射信号的强度随距离的增加而逐渐减弱。
通常情况下，辐射范围随着距离的增加而增大，但信号强度会降低。
3. 工作频率：天线的辐射范围还与其工作频率有关。
不同的频率具有不同的辐射特性，如天线的大小、设计和辐射模式等可能会因频率而有所不同。
需要注意的是，天线辐射范围是三维的，通常用径向图来表示。
这个图表明了天线在各个方向上的辐射强度，通常以立体角度（solid angle）或dB（分贝）为单位。
综上所述，天线的辐射范围是一个相对的概念，具体取决于天线的类型、设计参数和工作条件。
卫星天线辐射大吗？
卫星天线辐射大吗？卫星天线没有辐射。
卫星天线信号接收本身是没有任何的辐射的.接收的话是没有辐射的，发射是存在辐射的，我们手机的发射功率是2W，外面移动、联通基站的发射功率在40W左右。
长时间在这样的辐射下对身体不利，短时间应该没有什么问题，打电话的时候尽量使用耳机接听。
卫星电视接收天线在实施安装之前，须根据卫星的经度和接收站的地理经纬度确定天线的仰角、方位角（即天线的指向），以便选择站址，并使天线迅速对准卫星。
要计算接收天线的仰角与方位角，除需知道卫星的定点位置（经度ψs外，还要知道接收点的地理位置（经度ψr和纬度θ）。
天线的仰角、方位角可通过下图查到，该图纵坐标为接收点的纬度θ，横坐标为接收点经度与卫星经度的差值（ψr-ψs ）。
只要θ和（ψr-ψs ）已知，便可由图查出仰角EL和方位角Az （Az以地理正南为00 ，南偏西为正值）。
在X程上，通常用指南针定向。
由于磁南北极与地理南北极之间存在磁偏角，因此以磁南为0度时，上述求出的Az值必须用磁偏角修正后才是天线的方位角。
磁偏角不仅与地理位置有关，而且还随时间以一定的速度变化。
天线安装地点的选择要考虑的因素较多，但以下3个因素是主要的：1、在天线指向卫星的方向上没有树木、房屋、铁截、高压线及高山等遮挡。
一般认为，天线指向周围遮挡物的连线与天线指向卫星的连线之间的平角应大于5o。
2、C波段卫星电视的接收，有的地点会遇到地面微波信号的明显干扰。
最简单的办法是变换天线的安装位置，利用高大建筑物挡住干扰。
天线附近设置金属网，对消除干扰也有一定的效果。
3、天线不要离接收机太远，否则馈线太长会影响接收质量。
馈线长度一般以不超过30米为宜。
同步卫星的轨道的赤道上空，而我国位于北半球，一般来说可以把小天线安装在房屋南面的阳台上。
这样，天线的安装调整都比较方便，馈线也短，而且还省去避雷措施的麻烦。
阳台不适合蛙，亦可考虑在墙壁或屋顶上的安装。
如果用户自己加工支架，一定要注意结构强度，保证天线在12级台风下不受破坏。
天线辐射测试
天线辐射测试
天线辐射测试是通过对天线辐射功率进行测量，来评估天线辐射性能和安全性的过程。
在天线辐射测试中，常用的方法包括以下几种：
1. 直接功率测量法：利用功率计等仪器直接测量天线输出的辐射功率。
2. 堆积场法：将待测天线安装在电磁宿主中，通过在宿主中产生一个叠加的电磁场，通过测量场的幅度和相位，再反推出待测天线的辐射性能。
3. 标准天线方法：通过将待测天线与一个已知性能的标准天线进行对比，测量它们之间的辐射量差，以评估待测天线的辐射性能。
4. 收发通信测试方法：通过对天线进行发射和接收信号的测试，评估其辐射效果和通信质量。
天线辐射测试的目标是评估天线的辐射性能和安全性，以确保天线在实际使用中不会对人体和其他设备造成危害。
同时，天线辐射测试也可以用来验证天线设计的合理性和优化天线的性能。
研究天线辐射的3种常用方法
研究天线辐射的3种常用方法研究天线辐射的3种常用方法引言：天线辐射是电磁波通过天线向空间传播的过程，是无线通信系统中不可或缺的重要环节。
对于天线辐射的研究，可以帮助我们深入了解天线的性能和特性，对于天线设计和无线通信系统的优化具有重要意义。
本文将介绍天线辐射的三种常用研究方法：理论分析法、数值仿真法和实验测试法。
一、理论分析法理论分析法是研究天线辐射最基本的方法之一，通过数学模型和物理理论对天线辐射进行分析。
首先，需要建立天线的数学模型，包括天线的几何形状、材料特性和电磁参数等。
然后，根据天线的数学模型，应用电磁场理论和辐射理论进行分析，得到天线辐射的特性参数，如辐射功率、辐射方向图等。
最后，通过理论计算和分析，评估天线的性能和特性。
理论分析法的优点是能够快速得到天线辐射的数学模型和理论结果，具有较高的精度和可靠性。
然而，该方法的局限性在于对于复杂的天线结构和辐射场分布难以进行精确分析，需要依赖假设和简化模型，因此在某些情况下可能会引入误差。
二、数值仿真法数值仿真法是利用计算机进行天线辐射的模拟和计算，通过数值方法求解Maxwell方程组来模拟天线辐射的电磁场分布。
常用的数值仿真方法包括有限差分法、有限元法和时域积分方程法等。
数值仿真法的优点是可以模拟复杂的天线结构和辐射场分布，具有较高的精度和灵活性。
通过调整模型参数和辐射条件，可以对天线的性能和特性进行全面评估。
然而，数值仿真法也存在一些问题，如计算复杂度高、耗时长等。
三、实验测试法实验测试法是通过实际的物理测量和实验来研究天线辐射。
通过使用天线测量仪器和测试设备，可以直接测量和记录天线辐射的功率、方向图和频率响应等参数。
实验测试法的优点是可以直接测量天线辐射的真实数据，具有较高的准确性和可信度。
同时，实验测试法还可以验证理论分析法和数值仿真法的结果，提高研究的可重复性和可靠性。
然而，实验测试法也存在一些限制，如设备和环境的限制，可能会引入一些误差。
天线辐射方式
天线辐射方式
天线是一种电子器件，用于发射和接收无线电波。
在无线通信中，天线的辐射方式非常重要，它决定了信号的传输和接收质量。
天线的基本工作原理是通过电流的流动产生电磁场，并将电能转换为无线电波。
辐射方式是指天线如何向空间中辐射出无线电波。
常见的天线辐射方式有以下几种：
1.全向辐射：全向辐射是指天线在水平面上辐射出的无线电波
具有均匀的辐射特性，也就是说无论是水平方向还是垂直方向，天线都能够均匀辐射无线电波。
全向辐射天线常用于广播和移动通信中，以实现广播或者通信信号的广播覆盖。
2.定向辐射：定向辐射是指天线在某个特定方向上辐射出的无
线电波具有辐射强度更大的特点，而在其他方向上辐射较小。
定向辐射天线通常采用抛物面或者方形的天线结构，用于建立点对点通信链路，如卫星通信和雷达系统。
3.扇形辐射：扇形辐射是指天线在一个扇形范围内辐射无线电波，辐射强度随角度的变化而变化。
扇形辐射天线通常采用扇形状的天线柱或者天线阵列，用于建立扇区覆盖的无线网络，如蜂窝移动通信网络。
4.仰角辐射：仰角辐射是指天线主要向上辐射无线电波，辐射
强度随仰角的变化而变化。
仰角辐射天线常用于卫星通信和无线电测量系统，用于向上发射信号或者接收信号。
5.水平辐射：水平辐射是指天线主要在水平方向上辐射无线电波，辐射强度随水平角的变化而变化。
水平辐射天线常用于雷达系统和无线电广播，用于探测目标或者广播信号。
综上所述，天线的辐射方式决定了其在无线通信中的应用场景和性能特点。
不同的辐射方式在不同的通信需求下起到了重要的作用，可以满足不同的通信距离、角度和覆盖范围要求。
一文看懂天线辐射的基本原理
⼀⽂看懂天线辐射的基本原理1电磁波产⽣的基本原理按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间产⽣变化的磁场，⽽变化的磁场⼜产⽣变化的电场。
这样，变化的电场和变化的磁场之间相互依赖，相互激发，交替产⽣，并以⼀定速度由近及远地在空间辐射出去。
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。
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，主要籍由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，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，磁电互变甚快，能量不可能反回原振荡电路，于是电能、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。
每⼀段流过⾼频电流的导线都会有电磁辐射。
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。
但是他们在不同地⽅需要有不同的功能，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才⾏！研究什么样结构的导线能够实现⾼效的发射和接收，也就形成了天线这门学问。
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。
2天线在⽆线通信系统中，需要将来⾃发射机的导波能量转变为⽆线电波，或者将⽆线电波转换为导波能量，⽤来辐射和接收⽆线电波的装置称为天线。
天线是如何辐射的
专业英语课堂作业
P121
4.2 天线
1. 天线是如何辐射的
要知道天线是如何辐射的，让我们能首先了解一下辐射是如何产生的。
导线的辐射主要是因为时变电流或者是其电子的加速度（减速度）的充电过程所产生的。
如果一条导线中没有充电，既没有发生电流的流动，就不会产生辐射。
即便是充电过程在一条直导线中同时电子也没有任何的速度变化，辐射也不可能产生。
但是匀速的充电过程是在弯曲的电线中产生，整个过程也会产生辐射。
再者，如果充电过程是随时间变化的，辐射也会在直导线中产生。
当一个正弦电压被应用在传输线上，产生的对应电厂也是正弦的。
这样的电场导致其电场力为电场的正切。
电场强度是由一串电场线而决定的。
而自由电子在导线中的分布是由电场力和产生磁场的电流流动所决定。
电磁波的产生及在导线间的运动是由于时变电场和磁场产生的。
当这些波接近开阔空间是，在自由空间中波就会沿着电场线的方向传播。
随着正弦源持续不断的产生电子干扰，电磁波也被持续的制造出来并在传输线间运动，并由天线辐射到自由空间。
在传输线和天线里，电磁波会由于充电而持续下去，但是一旦当他们进入自由空间，会形成闭合回
路并被辐射出去。
天线电磁辐射
天线电磁辐射
天线电磁辐射是指天线在工作过程中发出的电磁波。
天线是用于发送或接收无线电信号的装置，通过将电能转化为辐射出去的电磁波来进行通信。
在发射模式下，天线将电能传输到电磁波中，形成信号并发送出去。
在接收模式下，天线接收到来自电磁波的信号并将其转化为电能。
根据天线工作频率的不同，天线电磁辐射可以分为不同的频段，包括无线电频段、微波频段、毫米波频段等。
这些频段对应不同的应用，比如广播电视、无线通信、雷达等。
天线电磁辐射具有一定的辐射强度和辐射范围。
辐射强度是指单位面积上接收到的电磁能量，可以用于评估辐射对人体和环境的潜在影响。
辐射范围则取决于天线的功率、工作频率、天线构造等因素。
天线电磁辐射对人体健康和环境存在一定的潜在风险。
长期处于高强度电磁辐射下可能对人体细胞产生不良影响，包括对遗传物质DNA的损害，导致潜在的健康问题。
因此，为了保障
公众的健康和安全，应该对天线辐射进行合理的监测和控制。
在现代社会，大多数国家都有相关的规定和标准来限制天线电磁辐射的强度，以保护公众的安全。
天线辐射远场的距离条件
天线辐射远场的距离条件
天线辐射远场距离条件是指在天线的辐射场中，距离天线足够远的区域。
在这
个区域内，辐射场的特性与天线本身的特性无关，只与距离及辐射场的频率有关。
根据天线辐射远场距离条件，我们可以将距离天线较近的区域称为近场，而距
离较远的区域则称为远场。
在远场，辐射场的能量密度随距离的增加呈平方反比的衰减。
要满足天线辐射远场距离条件，可以通过计算天线工作频率和天线尺寸的比值
来确定距离。
通常，当观察距离大于天线直径的2倍时，就可以认为该距离处于远场区域。
距离天线足够远是为了确保天线辐射场的空间特性能够稳定，当天线工作频率
相对较低时，需要更远的距离才能满足远场条件。
同时，天线的尺寸也是决定远场距离条件的关键因素，天线尺寸越大，远场距离要求就越远。
了解天线辐射远场的距离条件对于正确设计和部署天线系统非常重要。
在远场，天线的辐射模式变得更加稳定，信号的传输距离和方向性能得到优化。
因此，在实际应用中，我们必须确保天线工作在远场距离条件下，以获得最佳的传输性能。
天线辐射原理
天线辐射原理
天线辐射原理是指当高频电流通过天线时，会在天线周围产生电磁场并将能量传播出去的一种现象。
天线可以将电能或电流转化为电磁波，从而实现无线通信和无线传输。
在天线的辐射过程中，主要有以下几个原理作用：
1. 变化电流产生变化磁场：当高频电流通过天线时，会在天线周围产生一个变化的磁场。
这是由于电流在天线导体中产生了变化，并随着导体的长度和形状变化而导致磁场的变化。
2. 随之产生变化电场：根据麦克斯韦方程组，当磁场发生变化时，会在空间中产生一个相应变化的电场。
因此，当天线产生变化磁场时，也会随之产生变化电场。
3. 电磁波辐射传播：由天线产生的变化磁场和变化电场在空间中相互耦合且相互作用，导致电磁能量的传播和辐射。
这种辐射呈现出波的形态，并沿着天线的辐射方向传播。
4. 辐射波的极化与频率：天线辐射出的电磁波可以具有不同的极化方式，如水平极化、垂直极化或圆极化。
同时，辐射频率也会影响电磁波的传播特性，不同的频率会产生不同的传播特性。
通过以上原理，天线可以将输入的高频电能转化为电磁波能量，并实现信号的传输和接收。
不同类型的天线根据其结构和辐射特性的差异，适用于不同的通信和传输需求。
天线辐射图
天线辐射图
天线辐射图是描述天线辐射特性的图形。
它显示了天线在不同方向上的辐射强度或辐射功率。
辐射图可以是二维的，描述天线在水平和垂直方向上的辐射性能，也可以是三维的，描述天线在各个方向上的辐射性能。
天线辐射图通常以极坐标形式呈现，以便清晰地显示辐射特性。
在二维辐射图中，水平轴表示方位角，垂直轴表示信号强度，通常用分贝（dB）为单位。
在三维辐射图中，除了方位角和
信号强度，还加入了仰角作为另一轴，以展示天线在垂直方向上的辐射性能。
天线辐射图可以提供有关天线在不同方向上的辐射模式和增益的信息。
它对于天线设计和安装非常重要，可以确定天线的指向性、覆盖范围和辐射效率。
此外，辐射图还在通信系统规划和优化中起到关键作用，帮助工程师确定天线的最佳位置和方向，以提供更好的信号覆盖和接收性能。
研究天线辐射的3种常用方法
研究天线辐射的3种常用方法天线辐射技术在无线通信、卫星通信、雷达和导航系统等领域中扮演着重要的角色。
为了评估天线的性能，通常需要使用多种辐射技术进行测量。
现在，本文将介绍三种常用的天线辐射方法。
一、S参数测量法S参数测量法是一种广泛应用的天线辐射技术之一。
它通过在天线端口上测量反射系数和传输系数，来评估天线的性能。
S参数面向馈线和端口匹配，确保准确测量天线的性能，如增益、辐射图案和频率响应。
S参数测量法通常使用矢量网络分析仪来进行测量。
S参数测量法的优点包括高准确性、频率范围宽、易于自动化，以及能够快速测量复杂天线的性能，如天线阵列。
然而，该方法需要仔细的校准过程和附加模型假设，以保证准确性。
此外，S参数法难以提供准确的三维辐射模式和极化特性。
二、近场扫描测量法近场扫描测量法是另一个流行的天线辐射方法，用于评估天线的三维辐射特性。
该方法通过在距离天线十分接近的近场区域内进行测量，来确定天线的电场分布和相位。
利用这些数据，可以重构天线的三维辐射模式。
近场扫描测量法适用于各种类型和大小的天线，并且可以测量复杂的天线系统。
尽管如此，该方法需要非常精确的仪器和仔细的测量过程，并且非常耗时。
因此，近场扫描测量法通常只在关键应用中使用。
三、远场测量法远场测量法常被用来在室外环境下评估天线的性能。
该方法依赖于测量天线在远场区域内的辐射模式。
天线放置在一个恰当的测试环境中，使用一个接收天线测量天线辐射。
通过测量天线在不同距离和角度处的辐射模式，可以确定天线的性能特征。
远场测量法的优点在于能够精确定义天线的辐射图案、增益和立体视图等参数，并且是一种常规的测试方法，适用于大多数天线。
但是，必须满足恰当的测试条件和仪器精度需求，以确保测量准确性。
结论：综上所述，天线辐射技术在评价天线性能方面是至关重要的。
这三种方法，S参数测量法、近场扫描测量法和远场测量法，每种方法都有其优点和局限性。
选择哪种方法更适合取决于天线的类型、尺寸、测试环境和所需的精度。
天线辐射效率计算公式
天线辐射效率计算公式首先，我们来推导从天线输入功率的角度计算天线辐射效率的公式。
假设天线的输入功率为Pin，辐射功率为Pra。
根据能量守恒定律，整个系统的能量守恒关系可表示为：Pin = Pra + Ploss其中，Ploss表示天线损耗，即输入功率不转化为辐射功率而消耗的功率。
天线辐射效率η的定义为：η = Pra / Pin因此，可以得到天线辐射效率的计算公式：η = Pra / (Pra + Ploss)接下来，我们来推导从辐射功率的角度计算天线辐射效率的公式。
假设天线半径为R，远场辐射功率密度为S。
根据辐射功率密度的定义，可以得到：Pra = S * (4πR^2)而远场辐射功率密度S与天线的辐射总功率Prt之间存在关系：Prt = S * Ae其中，Ae表示天线的等效辐射面积。
并且，根据天线辐射总功率和输入功率的关系，可以得到：Prt = Pin * η结合上述关系，可以得到天线辐射效率的另一个计算公式：η = (S * Ae) / Pin综上所述，我们得到了从天线输入功率和从辐射功率两个角度计算天线辐射效率的公式。
在实际应用中，通过测量或仿真等方法，我们可以获得天线输入功率、辐射功率以及各种损耗的数值，从而计算出天线的辐射效率。
值得注意的是，天线辐射效率的计算涉及到各种因素，如天线材料、结构、工艺等。
不同类型的天线和应用场景下，其辐射效率的计算方法可能有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的计算公式，并结合实验数据进行适当修正。
总之，天线辐射效率是衡量天线性能的重要指标，在天线设计和性能评估中具有重要的意义。
通过合理计算天线的辐射效率，可以为天线的优化设计和性能改进提供指导。
全向天线辐射
全向天线辐射
全向天线（Omni-directional antenna）是一种能够在水平平面上呈现360°辐射特性的无线电天线。
全向天线能够向周围的各个方向发射和接收无线信号，不需要调整其方向就能够实现全方位覆盖。
这种天线常用于无线通信系统中，如无线局域网（WiFi）热点、蜂窝移动通信基站等场景。
全向天线通常采用柱状天线（如直杆天线）或圆环天线形状，以保证其在水平平面上的辐射特性。
它的辐射图案呈现类似于球面上的均匀辐射，也即无论从哪个方向接收信号，天线都能够接收到较强的信号。
全向天线的辐射特性能够提供广泛的覆盖范围，使得无线信号能够在多个方向上都能被接收到。
然而，由于其辐射范围广，信号强度随距离的增加而逐渐衰减，因此在实际应用中，使用者距离全向天线越远，信号质量可能会降低。
此外，全向天线的辐射特性也意味着其接收到来自不同方向的干扰信号，因此在高密度场景下，需要采取合适的信号处理措施以提高接收性能。
天线的辐射
天线的辐射
天线的辐射可以指两个方面：辐射功率和辐射模式。
1. 辐射功率：天线通过电磁波的辐射，将电能转化为无线电能，并向周围空间传播。
辐射功率是指天线单位时间内向外部空间辐射的电磁能量，通常用瓦特（W）来表示。
辐射功率的大小与天线的信号增益和输入功率有关。
2. 辐射模式：辐射模式描述了天线在周围空间中辐射电磁波的分布情况。
辐射模式可以是单向的（如定向天线），也可以是全向的（如喇叭天线）。
辐射模式可以用图形来表示，常见的辐射模式图包括立体辐射图、极坐标辐射图等。
天线的辐射特性对通信系统性能有重要影响。
较高的辐射功率可以提高天线的信号传输距离和接收灵敏度，而较好的辐射模式可以提高天线的指向性和抗干扰能力。
因此，天线的设计和选择需要根据具体的应用需求和工作环境来进行。
天线辐射原理
天线辐射原理
天线辐射原理是指天线将射频电能转换成电磁波的过程。
当射频电源施加在天线上时，电流在天线上流动，产生电磁场。
根据安培定律，电磁场会随着电流的变化而变化，生成电磁波。
电磁波在空间中传播，形成辐射。
在天线辐射原理中，天线的长度和形状会影响辐射的频率和方向性。
天线的长度应当适合电磁波的波长，以保证辐射效果最佳。
天线的形状决定了电流在天线上的分布，从而决定了辐射的方向性。
不同形状和长度的天线有不同的辐射特性，适合用于不同的应用场景。
天线辐射原理也涉及辐射功率的计算。
辐射功率是指单位时间内从天线向外辐射的电磁能量。
辐射功率与天线的电流以及电磁场的分布有关。
计算辐射功率可以通过天线的辐射阻抗和电流来进行估算。
总之，天线辐射原理是指天线将射频电能转换成电磁波的过程，涉及天线的形状、长度、电流和电磁场的分布等多个因素。
这一原理是无线通信和无线电等领域的基础。
半波天线辐射功率的计算
半波天线是一种常见的天线类型，其辐射功率是天线设计和使用中需要考虑的重要参数之一。
半波天线的辐射功率计算公式为：P = (πfL)^2 * R / 4，其中f为工作频率，L为天线长度，R为天线电阻。
在计算半波天线的辐射功率时，首先需要确定天线的工作频率和长度。
根据天线理论，半波天线的长度通常为半个波长，因此可以通过工作频率计算出天线的长度。
然后，根据天线的电阻值，代入公式计算出辐射功率。
需要注意的是，在实际应用中，天线的辐射功率还受到许多其他因素的影响，如天线的设计、制作材料、环境因素等。
因此，计算出的辐射功率值可能需要进行一定的修正和调整。
此外，对于不同类型和用途的天线，其辐射功率计算公式可能也会有所不同。
因此，在进行天线设计和使用时，需要根据具体的天线类型和需求，选择合适的天线模型和参数，并进行准确的辐射功率计算。
总之，半波天线的辐射功率计算是天线设计和使用中需要考虑的重要参数之一。
通过准确的计算和修正，可以更好地优化天线的设计和使用效果，提高通信系统的性能和稳定性。
天线辐射原理
天线辐射原理
天线辐射原理是指天线通过电磁波将能量从一个点传输到另一个点的物理原理。
天线是一种将电能转换为电磁辐射的装置，它可以将电磁波从一个空间传输到另一个空间。
天线的辐射模式决定了它的工作效果，因此天线的辐射原理对于天线的
设计和应用非常重要。
天线的辐射原理可以通过麦克斯韦方程组来描述。
麦克斯韦方程组是描述电磁场行为的基本方程，它由四个方程式组成，包括高斯定理、法拉第电磁感应定律、安培环路定理和法拉第定律。
这些方程式描述了电磁场如何随时间和空间变化，从而使我们能够理解天线的辐射原理。
天线的辐射原理还可以通过天线的尺寸和结构来描述。
天线的尺寸和结构决定了它的电磁波辐射特性，例如辐射方向、辐射模式和辐射功率等。
因此，天线的尺寸和结构对于天线的辐射特性和工作效果具有重要影响。
总之，天线的辐射原理是一种将电能转换为电磁辐射的物理原理，它可以通过麦克斯韦方程组和天线的尺寸和结构来描述。
天线的辐射原理对于天线的设计和应用非常重要，因为它决定了天线的辐射模式、辐射功率和工作效果。
- 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)。
天线特性测量实验一、偶极子天线特性实验【实验目的】1、理解半波偶极子天线的基本功能2、测量半波偶极子天线E面的辐射模式3、测量半波偶极子天线H面的辐射模式【实验原理】图1所示的是半波偶极子天线的结构模型和电流分布图。
在图a中，总长度是半个波长，b中，电流的分布为在馈点值为最大，在两端点值为0。
半波偶极子天线是一种谐振天线，它的输入阻抗为70+j0Ω。
半波偶极子天线的辐射电阻为70Ω与输入阻抗中的电抗大小一样。
通过调整天线的长度可以使输入阻抗变成纯电阻。
下面的公式将解释长度为λ/2的一个半波偶极子天线的电流。
电流流过Z轴，电流的分布由下面的公式（1）进行计算。
在方程（1）中，馈点的电流大小为10，端点的大小为0。
电流引起的辐射电场由以下公式进行计算波函数从公式2到下面的公式3中功率的计算公式如下根据公式4可绘出下面的2辐射图。
电流从南边流向北，沿着着Z轴的正方向。
在这个图中，最大辐射发生在θ=±90°的方向上，而在θ=0°,180°的方向上没有辐射。
在试验中使用的半波偶极子天线为914.5125MHz和2.45GHz，其波长大小如下频率：914.5125GHz波长:λ=c/f=3×108/9.15×109=328.04mm半波长:λ/2=164.02mm频率：2.45GHz波长:λ=c/f=3×108/2.45×109=122.45mm半波长:λ/2=61.22mm为了将天线的输入阻抗中电抗部分去掉，根据公式，我们只需使天线的长度稍短于半个波长即可。
这个比率称为天线的缩短比例，根据相对绝缘比例，波长的缩减比例大小如下所示：在这个公式中，λ0代表在开阔场地的波长大小，λeff 代表有效波长。
这个实验中使用的半波偶极子天线就是印刷在一个绝缘板上的。
图3所示的是对测量的辐射面的定义。
这里方便地命名为E面和H面是为了更好的理解，实际的辐射面则在笛卡尔坐标系中定义。
图a在笛卡尔坐标系中的定义，粗的黑线画出的偶极子天线。
图b所示的是当φ=00、θ从00到1800旋转时，在xz面测得的正面辐射图。
测量结果显示在θ=900时辐射最大，在θ=00或θ=1800时辐射最小。
图C显示在xz面上当角固定在θ=900、φ角从00旋转到3600时辐射模式的测量结果。
测量结果显示当φ角为任意角时的全方向性特性。
【实验仪器】微波天线实验系统：主机分别连接发射天线、接收天线和电脑。
主机采用微控制器通过电脑采用步进电机控制接收天线的转动，同时采集接收天线的数据，从而绘制和分析天线辐射图、测量各种天线的特性、研究和设计天线、研究移动通信传输特性、移动通信传输环境影响研究等内容。
【实验步骤】一、E面辐射的测量1、分别在发射天线支架的一边和接收天线支架的顶端放置天线，保持发射天线和接收天线互相平行、正对，间距为1到2M之间；2、选择频率为2.45GHz，点击CAL图标。
选择并记录一个AGC刻度值。
选择的这个值略小于最大的辐射值－10【dBm】，按自动方式测量E面辐射方向图。
3、记录按自动方式测量的辐射的方向图；记录天线平行极化，垂直极化以及自旋时的方向图。
4、记录最大功率的角度，低于最大功率的左边和右边半功率－3【dB】的角度大小；计算半功率波瓣宽度（左边和右边半功率点的角度不同）。
（1）平行极化图4 E面平行极化的方向图由表可知，10.8度时有最大辐射功率-11.3dBm，对应左右半功率的角度分别为323.1度和52.2度，半功率波瓣宽度为36.9+52.2=89.1度。
其方向系数计算公式为MAXavePDP=（-11.3）/((-14.3-14.5)*0.5)=0.785以下为平行极化时不是十分精确的方向图图5 E面平行极化有误差的方向图（2）垂直极化图6 E面垂直极化时的方向图由表可知，60.3度时有最大辐射功率-23.1dBm，对应左右半功率的角度分别为45度和80.1度，半功率波瓣宽度为80.1-45=35.1度。
其方向系数计算公式为MAXavePDP=（-23.1）/((-26.2-25.8)*0.5)=0.888以下为垂直极化时不是十分准确的图图7 E面垂直极化时不精确的方向图（3）自旋图8 E 面自旋时的方向图 辐射角度与辐射功率数据记录如下表度，半功率波瓣宽度为205-128=77度。
其方向系数计算公式为MAXaveP DP=（-16.6）/((-19.7-19.5)*0.5)=0.847 以下为自旋时不是十分准确的图图9 E 面自旋时不精确的方向图 (4)分析与讨论由实验可得，电场的辐射强度大，E 面辐的三种模式都可以有较强的反应，三种模式分别为平行极化、垂直极化、自旋。
而由我们的实验结果可知，在误差允许的范围之内，实验结果还算比较可靠。
但是由于我们在最后打开各个实验保存记录时，使用的是914MHz 这一频率，可能会导致图像有一定的变化。
二、H面辐射的测量将发射天线向上旋转90度来得到垂直极化波，保持接收天线位置不变，测量接收波的大小，记录接收数据的最大值；记录按自动方式测量914MHz和2.45GHz时辐射的方向图；并分析与讨论在这两个频率下H面辐射的异同。
（1）频率为914MHz图10 H面914MHz时的方向图由表可知，66.6度时有最大辐射功率-39.3dBm，对应左右半功率的角度分别为52,2度和82.8度，半功率波瓣宽度为82.8-52.2=30.6度。
其方向系数计算公式为MAXavePDP=（-39.3）/((-42.2-42.2)*0.5)=0.931（2）以下为914MHz时不是十分准确的图图11 H面914MHz不精确的方向图（3）频率为2.45GHz图12 H 面2,45GHz 时的方向图由表可知，351度时有最大辐射功率-19.4dBm ，对应左右半功率的角度分别为313度和32.4度，半功率波瓣宽度为47+32.4=79.4度。
其方向系数计算公式为MAXaveP D P=（-19.4）/((-22.3-22.3)*0.5)=0.0.870以下为2.45GHz 时不是十分准确的图图13 H 面2,45GHz 时不精确的方向图 （4）分析与讨论H 面辐射时，在低频情况下，辐射方向图接近于一个圆，而在高频时辐射方向图与E 面自旋辐射方向图很类似。
由于磁场十分微弱，因此在低频时辐射表现不明显，而在高频时，辐射增强，变得比较可观。
同样，在实验时由于我们打开保存文件时使用的是914MHz ，因此高频2.45GHz 的图像可能有所影响。
【误差分析】1、在最后打开保存记录时由于不注意，使用的是低频914MHz，因此，高频的图像可能会有所改变，但大体趋势应该一样。
2、由于实验器材十分敏感，而实验室或多或少有一些电磁辐射，会产生干扰，使得实验结果不是十分准确。
二、相位延迟实验实验时间：11月2号【目标】1、理解电磁波的相位延迟特性2、测量相位延迟波形3、测量相位延迟衰落【实验原理】一、路径差异引起的场强波动在移动射频电波环境条件下，接收器是可以到处移动的。
在这种条件下，接收点的电功率强度或者电场强度与传播距离和花费的时间成比例的波动，这被称之为衰落。
说得简单一些，我们假设发射点固定而接收点沿某路径运动。
接收功率的衰落与很多不同因素有关，其中最重要的因素是因为电磁波到达的路径不同，我们称之为为多径。
图1显示了由一个直射路径和一个反射路径组成的多径。
一旦发射和接收天线的增益G t和G r，以及发送功率已知，则接收功率P r为：其中，其中，η=377Ω，k=2π/λ[1/m]，w[rad/sec]为角频率。
N是到达接受点的路径数量。
X i 是第i条路径的距离。
Γi表示了第i条路径上到达接收器之前被物体反射后的反射系数。
等式（1）说明天线处在阻抗匹配和激化匹配条件下。
1、相位变化：假设有且仅有两路电磁波，一路未直射路径（E1 ）传播距离为x，另一路未反射路径（E2 ）传播距离为（X+ X0 ）。
因为（E2）比（E1 ）多走了X0，并且两路电磁波有相同的幅度，因此它们之间只有幅度不同。
利用等式（1）以及上述假设，可知总场E tot 为：三角函数的和为：将它应用到（2）式可知，其中φ=φ0/2且φ0=-Kx0是因为两路电磁波走不同的路径而引起的。
图2描述了公式（4）表现的相位矢量图。
图2说明了电磁波之间的大小和相位关系。
其中用直射波作为参考来表示反射波和总的波。
这幅图说明了当两组波之间没有相位变化的时候，总的波保持一定的振幅不变。
这保证了以时间按照正弦曲线变化。
以下是当反射波幅度变化而直射和反射波间的相位保持不变时，总的波的表达式。
其中，a是范围在0<a<1之间，表示以直射波为参考的幅度值。
图3 说明了公式（5）的相位矢量图含义：2、利萨如图利萨如图是分别把两路不同的电磁波应用到纵横两坐标轴上观察到的波形。
从利萨如图中我们可以得到幅度和相位延迟的信息。
下面是一种得到利萨如图的简单方法。
在公式（5）中，代入x=0,a=1和φ0=-Kx0=90o得到：使公式（6）中X=E0cosω t, Y=E0sinωt可以得到一个圆心在（0，0）半径为E0的圆。
圆周上的某一点，随着时间的前进，绕圆周运动，如图4。
这就是利萨如图。
二、实验过程1、测量在914MHz下的利萨如图，从0度到180度，每隔10度一次测量。
0度10度20度30度40度50度60度70度80度90度100度110度120度140度150度170度180度分析与讨论由这一系列图像可知，利萨如图在180度内从一条向右倾斜的直线逐渐变为一个正圆，然后再变为一条向左倾斜的直线，而我们通过观察它的相位延迟图像Path1 Sig（图中右方中间的波形图）的变化，可知相位延迟的起始波是一个正弦波，随着角度的增加，相位一直在发生延迟，延迟了二分之一个周期，也即发生了半波损失。
其直射波和相位延迟反射波的的合成波的幅值随着角度的增加而降低，在180度时变成了一条直线。
实时接收到的功率值，衰落波随着角度的增加而降低，但其中有几个角度会变大，而直射波的功率值的变化趋势和衰落波的相同。
2、测量在2.45GHz下的利萨如图，从0度到180度，每隔10度一次测量。
0度10度20度30度40度50度60度70度80度90度100度110度120度130度140度150度160度170度180度分析与讨论由这一系列图像可知，利萨如图在180度内从一条向右倾斜的直线逐渐变为一个正圆，然后再变为一条向左倾斜的直线，而我们通过观察它的相位延迟图像Path1 Sig（图中右方中间的波形图）的变化，可知相位延迟的起始是一个正弦波，随着角度的增加，相位一直在发生延迟，延迟了二分之一个周期，也即发生了半波损失。