中波天馈线系统

中波天线的基本特性
二、天线的增益
定向天线与标准全向天线相比较，在给定的目标上产生相等的场强条件下，其数值 等于无损耗的全向辐射的总输入功率与被测天线总输入功率之比的分贝值称天线增益， 分贝数越大，则增益越高。
可以这样来理解增益的物理含义------为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号， 如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W . 换言之，某天 线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入 功率放大的倍数。上述有方向性天线的增益是无方向性天线增益的20倍。
中波天线的基本特性
4. 驻波与驻波比：在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压 振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电 压振幅Vmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波 称为驻波。
+ -
电动音叉
节 点
u
u
腹 点
驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比。 驻波比就是 一个数值，用来表示天线和电波发射机是否匹配。如果 SWR 的值等于1， 则表示发射 传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果SWR 值大 于1， 则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波 在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射机。
2. 阻抗匹配： 特性阻抗Ｚ时，称为馈线终端是匹配连接的。
天线的匹配与不匹配示意图
电缆阻抗 50 ohms
天线阻抗 50 ohms 80 ohms
中波天线的基本特性
3. 天线匹配的意义：天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电 阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸 收，馈线上只有入射波，没有反射波；而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不 等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部 分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。
二、天线的工作原理
1. 导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线 的长短和形状有关.
2. 如果两导线的距离很近，导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因 而辐射很微弱。如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两 导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度L远小于 波长时，导线的电流很小，辐射很微弱；导线的长度 L 增大到可与波长相比拟
E
E
垂直极化
水平极化
中波天线的基本特性
五、天线的方向性图
天线方向图是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。是表示天线方向性的 特性曲线，即天线在各个方向上所具有的发射或接收电磁波能力的图形。波瓣宽度是 定向天线常用的一个很重要的参数，它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角 的宽度（天线的辐射图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标，通常以图形方 式表示为功率强度与夹角的关系）。
中波天线的基本特性
一副设计适当的中波天线，是整个发射系统以优异性能工作的必要条件， 衡量天线工作指标优劣的依据是天线的各种特性参数，中波天线的主要特 性参数有：输入阻抗、天线效率、天线增益、极化方式、频带宽度和天线 的方向性。
一、天线阻抗
1. 阻抗定义：天线的输入阻抗是从天线的馈电点 向天线方向所呈现的阻抗。是天线馈电点的电压和 电流之比，即：
时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。
天线的定义及工作原理
三、中波天线的工作原理
中波发射机经馈管送出的射 频信号送到发射天线，天线发 射体和大地组成非对称发射振 子，电磁波以天线体为中心沿 地表面向四周传播。
按照天线传播原理，当发射体与 工作频率波长相同时，发射效率最 大，但中波波长比较长，要做到与 波长一样长的发射体很不容易，因 此经常取半波长或四分之一波长的 发射体。
方向图通常都有两个或多个瓣，其中 辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣 称为副瓣或旁瓣。在主瓣最大辐射方向 两侧，辐射强度降低 3 dB（功率密度降 低一半）的两点间的夹角定义为波瓣宽 度（又称 波束宽度 或 主瓣宽度 或 半功率角或波瓣角）。波瓣宽度越窄， 方向性越好，作用距离越远，抗干扰能 力越强。
中波天线的基本特性
三、天线的效率
它是指天线辐射出去的功率Pr（即有效地转换电磁波部分的 功率）和输入到天线的有功功率Pin之比。是恒小于1的数值。
四、极化方式
天线的极化是指在电波的最大辐射方向，电场矢量所指的方向。按电场轨迹 可分为线极化和圆极化。线极化又可根据电场矢量方向与地面关系分为垂直极 化和水平极化，中波天线是垂直极化天线。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗， 用的较多的是驻波比和回波损耗。一般发射天线的输入阻抗为50Ω，75Ω。
50 ohms
朝前: 10W 返回: 0.5W
80 ohms
9.5 W
这里的反射损耗为 10log(10/0.5) = 13dB VSWR 是反射损耗的另一种计量
- 3dB点/-10dB点
峰值方向 （最大辐射方向）
- 3dB点/-10dB点 3dB 波瓣宽度
中波天线的基本特性
六、频带宽度
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作 的，天线的频带宽度有两种不同的定义-----
一种是指：在驻波比VSWR ≤ 1.5 条件下，天线的工作频带宽度； 一种是指：天线增益下降 3 分贝范围内的频带宽度。 具体的说，天线的频带宽度就是天线的驻ห้องสมุดไป่ตู้比VSWR 不超过 1.5 时，天线的工作 频率范围。 一般说来，在工作频带宽度内的各个频率点上，天线性能是有差异的，但这种差 异造成的性能下降是可以接受的。 天线的工作频带宽度是实际应用中选择天线的重要指标之一。
中波发射理论多媒体课件
中波天馈线系统
主讲 庄 涛
学习内容
1
天线的工作原理
2
中波天线的基本特性
3 中波常见天线种类及特点
4
馈线
5
地网、地井与接地
6
天馈线匹配网络
7
天馈线系统调测
8 天馈线系统维护与常见故障处理
天线的定义及工作原理
一、天线(Antenna)的定义
天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置。