天線基礎(chǔ)概述

1、天線基礎(chǔ)概述吳忠達01/03/20051天線如何輻射天線輻射主要來至於電流的移動或是具有加速度的電子。電子如果隨時間做週期性變化時，也會產(chǎn)生輻射。天線產(chǎn)生電磁波之方式如右圖。2近場與遠場 (1)圍繞天線的電磁場可區(qū)分三個範圍，如右圖。Reactive near field： 電抗能量為主，能量開始遠離天線。 R1=0.62D3/ D：天線尺寸 ：波長3近場與遠場 (2)Radiation near field:電抗能量減少，可輻射的能量開始散佈在這個區(qū)域。 R2=2D2/ Radiation far field:電抗能量已經(jīng)不存在，只有輻射能量存在於這個區(qū)域。在此區(qū)域中功率密度將與天線的距離平

2、方成反比。4輻射場型天線輻射場型是依據(jù)輻射遠場特性所畫出的圖形。Main Lobe:主波束 最大輻射方向的波束HPBW:半功率波束寬 主波束的半功率的角度寬。Minor Lobe:次波束 主波束之外的均稱次波束Back Lobe: 與主波束相背的波束Side Lobe:旁波束 與主波束相鄰的波束5方向性方向性(directivity): 特定方向的輻射強度與天線全部方向輻射強度的平均值之比。換言之，特定方向的輻射強度與等值天線(isotropic antenna)之比。6輸入阻抗(Input Impedance)輸入阻抗可用下列式子表現(xiàn)： Zin=Rin+jXinZin ：天線阻抗Rin ：天

3、線的實部阻抗Xin ：天線虛部阻抗，也稱電抗虛部阻抗所產(chǎn)生的電磁場能量將只會產(chǎn)生於輻射近場之內(nèi)。7反射係數(shù)Zin=Rin+jXinZs=Rs+jXs=(Zin-Zs)/(Zin+Zs)因反射係數(shù)具有實部及虛部，所以也可轉(zhuǎn)換成極座標的型式表示。 =|8電壓駐波比VSWRVSWR (Voltage standing wave ratio): 當天線與系統(tǒng)之間阻抗不匹配時，會有部分能量被反彈回系統(tǒng)端，並與系統(tǒng)的輸出能量之間產(chǎn)生駐波。將此特性數(shù)值化便稱為電壓駐波比。VSWR=(1+|)/(1-|)9反射損耗return loss系統(tǒng)的輸出能量與被反射能量之比。 RL=-20log10| VSWR= =1 RL=0dB VSWR=1 =0 RL= VSWR=2 =0.3333 RL= -9.54dB10天線輻射效益天線輻射效益antenna radiation efficiency 能量送入至天線與天線輻射出去之能量的比值。 兩者之間的差異在於導(dǎo)體與介質(zhì)所產(chǎn)生的損失。另一種效益稱為天線效益，比天線輻射效益還多考慮的阻抗不匹配的損失。11天線增益天線增益=天線方向性*天線輻射效益單位為dBi。使用電波暗室所量測得到的數(shù)值即為天線增益。12極化 polarization天線之極化定義為以地球表面為基準，輻射波的電場方向即為極化方向。一般極化區(qū)分為Linear(線性)與cir