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天线技术

电子书简介

书名: 天线技术

作者: 马汉炎著

出版社:哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社 , 1997.04

ISBN:9787560312187

内容提要:

通信、雷达、遥感、广播、电视、导航等无线电设备,都是依靠无线电波来工作的,都需要有无线电波的辐射和接收。例如,最基本的无线电通信系统如图0-1所示,在某地的发射系统由发射机、馈线和发射天线组成;在另一地的接收系统由接收天线、馈线和接收机组成。信号经发射机调制成高频电磁能量,以导波形式经馈线送至发射天线.发射天线将该能量转换成向空间辐射的某种极化的无线电波,电波按指定方向经过一定方式传播之后到达接收端,一部分规定极化的电波能量经接收天线转变成导波形式的高频电磁能量,经馈线送至接收机,最后经解调取出信号,完成信息的传送我们把辐射或接收无线电波的装置称为天线,从通信系统信息传递过程看出,天线主要完成导行波(或高频电流)与空间电波能量之间的转换,因此称天线为能量转换器。为了有效地完成这种能量转换,要求天线是一个良好的“电磁开放系统”,还要求天线与它的源或负载匹配。其次,为了有效地利用信息能量,保证信息传递质量,要求发射天线尽可能只向需要的方向辐射电磁波,接收天线也只接收指定方向的来波,尽量减少其他方向的干扰和噪声,人们把天线的这种辐射或接收电波能量与方向有关的性能称为天线的方向特性。不同的无线电设备要求天线的方向特性是不同的,另外,天线应能发射或接收预定极化的电磁波,并应有足够的工作频率范围.以上四项就是天线最基本的功能。尽管现代天线技术有了很大发展,使天线功能不断扩大,但就其基本功能而言,仍然是按照一定的方向特性辐射或接收预定极化的无线电波。
接收天线与发射天线的作用是一个可逆的过程,同一副天线用作发射和用作接收的特性参数(包括方向特性、阻抗特性及其他参数)是相同的。然而,接收天线特性参数的定义却根本不同于发射天线。
天线的形式很多,有各种不同的分类方法,按使用范分,有通信天线、雷达天线广播天线、电视天线、导航天线等,按天线特性分类,例如,从方向特性分,有定向天线、全向天线强方向性天线、弱方向性天线;从极化特性分,有线极化(垂直极化和水平极化)天线、圆极化天线;从频带特性分,有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线;按馈电方式分,有对称天线、非对称天线;按天线上电流分,有行波天线、驻波天线;按天线使用波段分,有超长波天线、长波天线中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线;按天线外形分,有Ⅴ形天线、菱形天线、环形天线、螺旋天线、喇叭天线、反射面天线,等等。此外,新型天线还有单脉冲天线,相控阵天线微带天线,自适应天线和有源天线等,

部分内容展示:

1.36极化和频带宽度
天线的极化是指该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化,通常是指天线在其最大辐射方向上波的极化,所谓波的极化通常是无线电波电场矢量的极化,即时变电场矢量端点运动轨迹的形状、取向和旋转方向,根据电场矢量端点轨迹呈直线和圆形,将天线极化分为线极化和圆极化两种。后者还可分为右旋或左旋圆极化.其旋转方向测定为沿着波的传播方向观察的旋转方向.若姆指朝向波的传播方向,其场矢量旋转方向符合右手螺旋的称为右旋圆极化;符合左手螺旋的称为左旋圆极化通常,天线除辐射预定极化的波以外,还辐射非预定极化的波、把前者称为主极化,后者称为交叉极化,线极化天线的交叉极化方向与主极化方向垂直;圆极化天线的交叉极化则是与主极化旋向相反的圆极化分量
天线的电参数,包括方向图,方向性系数(或增益系数)输入阻抗和极化特性等都是和工作频率有关,当工作频率偏离中心工作频率时,天线的上述性能将变坏,其变坏的容许程度则取决于应用该天线设备系统的工作特性要求,天线电参数保持在规定的技术要求范围之内的工作频率范围称为天线的频带宽度。由于天线的结构形式不一样,不同设备对天线提出的要求也不同,所以天线的频带宽度没有一个统一的、确定的意义。根据天线电参数随频率变化的种类,可分为方向图带宽、方向性(或增益)系数带宽、阻抗带宽和极化带宽
方向图带宽是指方向图的变化(如最大辐射方向偏离预定方向,主瓣展宽或副瓣电平增高等)不超过允许值的颊率范围;方向性(或增益)系数带宽是指方向性(或增益)系数降到允许值(一般为预定值的50%)的频率范围;阻抗带宽一般指馈线上的驻波比ρ不超过某一限额(例如p≤2)的频率范围
根据频带宽度的不同,可把天线分为窄频带天线宽频带天线和超宽频带天线。若天线上限频率为f2,下限频率为∫,对于窄带天线,常用“相对带宽”表示,即绝对工作频宽

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