偶極子天線的輻射

1、偶極子天線的輻射一、偶極子天線（元天線）1、結(jié)構(gòu)：長(zhǎng)為l的載流導(dǎo)線，中心饋電 本質(zhì)上是一個(gè)LC振蕩電路，振蕩頻率：，為了有效地輻射能量：f，L、C 圖921閉合電路開放電路振蕩偶極子  點(diǎn)擊看圖2、電特性l，l上各點(diǎn)的電流 （包括相位）可以看作是相等的，                 lr，l上各點(diǎn)到P點(diǎn)的距離，可以看作是相等的 3、實(shí)際的線狀天線可看成是許多偶極子天線的串聯(lián)組合。二、偶極子天線的輻射 &

2、#160;   1、  輻射場(chǎng)表達(dá)式設(shè)偶極子天線上的電流為 ，在空間產(chǎn)生的矢量位（達(dá)朗貝爾方程的解）    在球坐標(biāo)系中，如圖921             由 由 2、  討論若kr1（k1/r，r/2，天線近區(qū)式中， 、式是電偶極子產(chǎn)生的電場(chǎng)，p25()式。電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng) 與比較，所以式是電流元產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 近區(qū)的磁場(chǎng)是偶極子上的瞬時(shí)電流元產(chǎn)生的，與恒定磁場(chǎng)分布相似， 近區(qū)的電場(chǎng)是

3、偶極子上的瞬時(shí)偶極子產(chǎn)生的，與靜電場(chǎng)分布相似。  E與H相位相差2  主要是由于在(4)(6)(8)(10)的過程中，略去了一些小項(xiàng)，實(shí)際上          是能量交換（電場(chǎng)磁場(chǎng)）傳輸?shù)哪芰?。若kr1（k1/r，r/2），天線遠(yuǎn)區(qū)由(4)(7)式     場(chǎng)強(qiáng) ）只有 , 分量，TEM波。）E、H同頻率，同相位。）r相等的各點(diǎn)相位相等球面波。 波阻抗 自由空間120377。       3、輻射

4、特性（遠(yuǎn)區(qū)）輻射方向性由遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式（11）、（12）表明輻射具有一定的方向性：在天線所在的平面內(nèi)，sin,0，場(chǎng)強(qiáng)為0；                                       

5、0;      2，場(chǎng)強(qiáng)最大；   在垂直于天線的平面內(nèi)無方向性。    方向圖函數(shù)）定義：）偶極子天線，由（12）式 f（）sin (15)    方向圖：）定義：按方向圖函數(shù)f（,）繪出的圖形稱為方向圖。）偶極子天線的方向圖。(a)三維方向圖（點(diǎn)擊鏈接）     (b) 側(cè)視圖 圖923 (c) 俯視圖   方向圖直觀地表示出天線在不同方向上，相同距離處輻射場(chǎng)強(qiáng)的相對(duì)大小。例：圖923(b)中P1、P2點(diǎn)表示出天

6、線在不同方向上，相同距離處輻射場(chǎng)強(qiáng)的相對(duì)    大小，設(shè)P1點(diǎn)，Emax1，P2點(diǎn)，Esin。 輻射功率和輻射電阻     輻射功率自由空間無損耗，以偶極子天線為中心作一球面，天線輻射出去的功率P等于Sav沿球面的積分。 圖924 輻射電阻）定義：天線輻射的功率可看作被一個(gè)等效電阻“吸收”，稱為輻射電阻 ）偶極子天線的輻射電阻 由(17)式 由（17）式，激勵(lì)電流I一定，Rr，P。例：某發(fā)射電臺(tái)輻射功率10KW，用偶極子天線發(fā)射（a）求在天線的垂直平分面上距離1km處的Sav和E（b）在與天線的垂直平分面成何角度時(shí)，Sav減

7、小一半解：(a) 由  、：同頻率、同相位在效值(b) 由式， 方向系數(shù)D）理想點(diǎn)源天線：無方向性天線，方向圖是一球面。）方向系數(shù)的定義：在輻射功率相同的條件下，某一最大輻射方向的輻射強(qiáng)度與                    點(diǎn)源天線在同一點(diǎn)的輻射強(qiáng)度之比，描述了天線輻射能量集          

8、;          中的程度。）表達(dá)式： 輻射功率PC例：求元天線的方向性系數(shù)解：由（2） 由（16） 對(duì)于無方向性天線 P不變由（2）、（3） P一定，偶極子天線最大輻射方向上輻射強(qiáng)度是無方向性天線的1.5倍。 天線的增益 天線的效率 天線的增益GD三、接收天線1、  電磁波的接收 圖925天線用作接收，作用與發(fā)射相反，是把空間電磁波的能量轉(zhuǎn)換為天線上振蕩電流的能量，通過饋線傳輸?shù)浇邮諜C(jī)。       把一單元接收天線（偶極子天線）

9、放在輻射場(chǎng)中，電場(chǎng)可以分解為兩個(gè)分量                    E平行于入射面，E垂直于入射面。天線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：          一般線天線上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)          e通過負(fù)載Zl產(chǎn)生感應(yīng)電流，把信號(hào)傳送給接收機(jī)。2、同一付天線，用作發(fā)射天線或接收天線時(shí)