天线的基本概念

天线的基本概念

频率范围

天线适用的最高及最小频率。

增益

增益是用来表示天线集中辐射的程度。天线在某一方向的增益定义为：在相同的输入功率下，天线在某一方向某一位置产生的电场强度的平方（E2）与无耗理想点源天线在同一方向同一位置产生的电场强度的平方（E02）的比值，通常以G表示。

G=E2/E02（同一输入功率）

同样，增益也可以这样来确定：在某一方向向某一位置产生相同电场强度的条件下，无耗理想点源天线的输入功率（P ino）与天线的输入功率（P in）的比值，即称为该天线在该点方向的增益。

G=P ino/P in（同一电场强度）

通常是以天线在最大辐射方向的增益作为这一天线的增益。增益通常用分贝表示。即：

G=101gP ino/P in天线增益的计算：G=η4πS/λ2=η（π/λ）2D2式中，S-天线口径面积（平方米）；λ-工作波长（米）；D-抛物面口径（即面口直径）（米）；η-天线效率。

方向图

如果反天线在各方向辐射击的强度用从原点出发的矢量长短来表示，则连接全部矢量端点所形成的包络就是天线的方向图。它显示出天线的在不同方向辐射的相对大小，这种方向图称为立体方向图。矢径的方向代表辐射的方向，矢径的长短代表辐射击的强度。方向图包含有许多波瓣，其中包含最大辐射方向的波瓣称为主瓣。其它依次称为第一副瓣，第二副瓣等。

主瓣宽度

定义为在方向图上增益相对于最高增益下降3分贝的宽度，单位为度（弧度）。

副瓣电平

副瓣的最大值相对主瓣最大值的比，称为副瓣电平，一般用分贝来表示，其定义为：

101g（副瓣最大值功率/主瓣最大值功率）

如：副瓣最大值与主瓣最大值相应功率之比为0.01,则副瓣电平为-20dB。

天线噪声温度

进入天线的噪声主要来银河系的宇宙噪声和来自大地、大气的热噪声。不同口径的天线、不同频段、不同仰角和不同环境，天线的噪声都不相同。在C波段，宇宙噪声很小，主要是大地和大气的热噪声。在Ku波段，这些噪声也随着频率而增加。同一仰角时，天线尺寸越大波束越窄，因此天线的噪声温度TA（K）越小，不过随着仰角加大，这种差别变小。而同一天线尺寸时，天线仰角Φ越大，天线的噪声温度TA（K）越低，反之Φ越小，TA越高。这是因为仰角Φ越小，信号穿过大气层厚度越大，从而气象噪声、大气噪声越强。

电压驻波比

回波损耗

效率（η）

输入到天线的射频功率，由于天线系统中的热损耗、介质损耗、感应损耗（悬挂天线的设备及大地的感应损耗）而消耗一部分，因此不能全部变为电磁波辐射出去。天线效率表示天线是否有效的转换能量，是天线重要参数之一，发射天线的效率η是指真正射出去的功率Pr 与输入到天线的总功率Pin（辐射功率Pr与天线损耗功率Ps的和）之比，即：

η=Pr/Pin= Pr/（Pr+Ps）

上式还可以用天线输入端的辐射电阻Rro和损耗电阻Rs表示。即：

η=I×Rro/（I×Rro+ I×RS）= Rro/（Rro+ RS）

可见，要提高天线辐射效率，应设法提高辐射电阻，尽可能降低损耗电阻。从上面算式中很明显的看出，天线效率总是小于1。

功率容量

天线发射所能承受的最大射频功率，单位：瓦 W

极化方式

电磁波的极化形式可分为线极化波和圆极化波，线极化波又可分为水平极化和垂直极化波，圆极化波根据电场旋转方向不同又可分为左旋和右旋圆极化波。

输入特性阻抗

天线输入端的特性阻抗，单位：欧姆，Ω

轴向交叉极化隔离

不同极化的接收隔离，单位：分贝，dB