天线的电特性参数

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▪反射系数：传输线各点反射电压与入射电压之比称为电压反射 系数。
U U
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▪ 一般情况，在传输线上存在入射波和反射波，它们之间相互干 涉形成驻波，习惯上用电压驻波系数衡量传输线上的驻波大小， 传输线上电压最大值与电压最小值之比称为电压驻波系数用S来 表示
S | U |max | U |min
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根据传输线终端负载阻抗性质的不同，传输线有三种不 同的工作状态，即行波状态，驻波状态和行驻波状态。
一、行波状态 当传输线无限长，或负载阻抗等于传输线特性阻抗时， 此时传输线上只有入射波没有反射波。这种传输线上只 有入射波的状态称为匹配状态，亦称为工作与行波状态。 在行波状态下电压、电流的振幅沿线保持不变，即
天线的电特性参数
－－－驻波比
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➢方向性图 ➢天线增益 ➢输入阻抗 ✓驻波比 ➢极化方式 ➢效率系数等等
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▪驻波比(VSWR)的定义：
驻波系数（驻波比）定义为馈线上信号合成波电压（或 电流）的最大值与馈线上的信号合成波电压（或电流）的最 小值之比，它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。 驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射， 完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5， 但实际应用中VSWR应小于1.2。过大的驻波比会减小基站的 覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。
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式中|U|max 和|U|min 为最大和最小电压的绝对值。
▪只有在入射波电压和反射波电压同相叠加式得到最大电压值， 反相时得到最小值，所以
|U||U| 1||
S|U||U|
1||
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▪有时也用行波系数来表示驻波状态，它是最小电压绝对值与最大 电压绝对值之比用k来表示
k |U |min 1 |U|max S
行驻波电压和电流分布规律与驻波状态完全类似，其不同点是 行驻波的波腹不为入射波振幅的2倍，波节也不为零。
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▪总结
实际环境中，由于天馈线系统并非理想状态，总存在一 定损耗，所以天馈线系统内的入射波无法达到匹配状态，天 馈线系统内实际是行驻波状态，为使能量在天馈线系统内不 至产生大的损耗，所以我们才会以驻波比来作为衡量天线性 能的一项重要指标。驻波比越接近1，则越接近于理想状态。
|U|max= |U|min 则根据驻波比定义可得： S=1
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二、驻波状态
当传输线终端短路、开路和接纯电抗负载时，将产生全反射， 线上反射波与入射波幅度相等，二者叠加，在线上形成纯驻波， 这种状态称为驻波状态。
（一）传输线终端短路
由于短路，终端出电压必然为零，即终端入射波电压与反射波 电压幅度相等，相位相反，他们在终端处互相抵消的结果，同 时短路处入射电流与反射电流大小相等，相位相同，只有这样 才能使全部功率反射回去。在此状态下|U+|=|U-|
由驻波比公式可得
S
|U |U
| |
|U |U
| |
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（二）传输线终端开路 完全可以利用短路线分析结果，把开路线看成缩短或延长了 λ/4的短路线来分析。
上述短路和开路线路终端电压或电流值均保持不 变，因此线路的阻抗均为纯电抗。
（三）传输线终端接纯电抗负载
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驻波的特点：
1、沿线电压、电流振幅是位置的函数，最大值为波腹，最小值为 波节，纯驻波波腹为入射波振幅的2倍，波节为零。
2、沿线各点电压、电流在空间和时间上均有π/2的相位差，因此， 在驻波状态下，既无能量损耗，也无能量传播，只有电磁能的相 互转换，故波在原地作简谐振荡，所以驻波又称为“驻立不前” 的波。
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三、行驻波状态 当传输线端接任意负载，终端将产生部分反射，其反射波幅度 小于入射波幅度，入射波与反射波的相位差亦无固定数值，这 种入射波与反射波相干叠加而形成行驻波。