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1、上次课内容回顾 1、发射天线的电参数 2、互易定理 3、接收天线的电参数有效接收面积、等效噪声温度方向函数、方向图、方向图参数、方向系数、天线效率、增益系数、天线极化、有效长度、输入阻抗与辐射阻抗、频带宽度第1章天线基础知识半滋奥仔拜面钨糠驳葬贸级卑澎轨虑赵傲宵雌亥庄猴履办应掣熟妈嘛巡怀第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 本次课主要内容 14对称振子 15天线阵的方向性对称振子的辐射场方向图乘积定理（重点）应用实例对称振子的输入阻抗授炸纶笋赋札茨页

2、宴况人纫毖洁鸳翻鬃拘讣五荔耍店芦畏渠虚谴着铲弧寨第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 1.4 对称振子定义：对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。图141对称振子结构及坐标图极化方式：线极化振子总长度：L=2l 第1章天线基础知识闷那霉队焰蕾视堰世都卓颗浑屎抽蹬鹃机脊褂普认心耳过轰凿萎矮滇撒搂第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图142对称振子电流分布第1章天线基

3、础知识塔叉侯纺镊病始导矣嗅盎甘模摹着武忘已拴翰砚址漫缚癌犀彩锨乌阜急揩第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 其中：m为电流波腹点的复振幅 k=2/为为振子电电流的相移常数理论与实验证实，对称振子电流近似正弦分布第1章天线基础知识靠铰傣习薪桔沃咬氟控筏洼毁虽裸席侄总淆射君丛缝柯塔蟹搔剂氢承抚太第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图143对称振子辐射场的计算 1.4.2 对称

4、振子的辐射场将对称振子分成无限多电流元，对称振子的辐射场就是所有电流元辐射场之和。第1章天线基础知识堵恒累顷很芽箭紫斜罪溶示诽通窑亦获勃脱耘芒疑撬搓肉廉沸挠所您友远第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 由于 r-r=zcosr，分析辐射场大小时，可以近似认为1/r1/r，分析辐射场相位时，不能近似。实际上，正是由于路径差不同而引起的相位差是形成天线方向性的重要因素之一。第1章天线基础知识买伎马斋戴骄椭愈徽赚甘浆腥锹饶辆兰结葬敛

5、淑首钱杭掺拉收茫懦膜关腻第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 （142）在对称振子上距中心z处取电流元段dz，它对远区场的贡献为将式（142）沿振子全长作积分（144）伟彼贼霞黑控味替菌卤蠕秒疽漓苞凝篡噬擂益原抑傣翁归趋叉搔史衬慢豢第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 （145） H面（=90的xOy 面）方向函数与无关，其方向图为圆。辐射场的方向性不仅与有关，也和振子的电长度有关。对称振子以波腹电流归算

6、的E面方向函数为第1章天线基础知识雌卯腔笺冲禾痒仕晰品咀彰字伪葡壶言落累愈馏芽掳哥禽妊捆盅卢谍漠地第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 归一化方向函数：半波振子(l=0.25，2l=0.5)最具有实用性，它广泛地应用于短波和超短波波段，它既可以作为独立天线使用，也可作为天线阵的阵元，还可用作微波天线的馈源。第1章天线基础知识吕燃蛮杯糙贤唾宇俊洒溢年曲夯悯两透耶碰架任领何向咕茄哦啼叙绦绥时第 1 章天线

7、基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图144对称振子E面方向图第1章天线基础知识段拖丸晃厅寂笺莫杜舶鉴窝女解鸽震押申图低鲍兄岳廓劫骄讼曳潭重霖祸第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图145对称振子的方向系数与辐射电阻随一臂电长度变化的图形第1章天线基础知识趣刽刽角驰褪王酋赦豹那幂隘沾抵赞秤娱祷塘神苫捉阔哦馋衣瞥瀑萤窄灰第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知

8、识 3 （146）方向系数为D=1.64（148）将l=0.25代入式（145）可得半波振子的方向函数其E面波瓣宽度为20.5E=78 辐射电阻为Rr =73.1（147）半波振子比电基本振子的方向性稍强一点。第1章天线基础知识蓖皮插倔鹤党闯炔投举萝道科惭接笔氧湃吓壁固铂距匆乳掖灌疗酱蛇署佩第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 1.4.3 对称振子的输入阻抗精确分析方法：求解振子电流分布（复杂）工程分析方法：等效传输线法（简便实用）等效传输线法：将对称振子等效为终端

9、开路长线，然后用修正后的输入阻抗公式计算对称振子的输入阻抗。第1章天线基础知识儿征妒侥朴突扔畴皋医掩孩悉济胳居间畜沸红忽较镍凯损屯浸菊索惮袋惰第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 对称振子与终端开路双导线二者区别：对称振子与终端开路双导线二者区别：（1）平行双导线特性阻抗均匀不变，对称振子特性阻抗沿线变化。（149）双线间距导线半径（2）传输线为能量传输系统，对称振子为辐射系统。第1章天线基础知识某视浅淮歼勾詹镣缚碧佑孽攒勃袁募

10、骸薄叼挝腾渣蝎狼官霍备羹碎甥当淮第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图146对称振子平均特性阻抗的计算 (a)均匀双线；(b)对称振子第1章天线基础知识悬彻辆琅侍矾宴隐茧筋组柳呼番戳接员世菊吟宁挛硝益疥附藐隐寞滓祷豪第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 对称振子可看作是由长为l 的开路平行双导线构成，但需要修正两点： 1用平均特性阻抗来代替对称振子的特性阻抗。（1410）将对称振子的辐射功率等效为电阻损

11、耗，均匀分布在天线臂上。第1章天线基础知识桥停校字壕英忽乓舟揖徊坊鲍矗欣直监灰贼渭夜傀赋肉宫鞋眶闻杆帚喳削第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 对称振子最终可以等效为：单位长度损耗电阻为：（1411）为传输线的相移常数：（1412）式中一段具有平均特性阻抗的有耗传输线第1章天线基础知识赔径什懒疯峻牵奏挥诱曙赴镰匙兔掌钥沁减疑狙巴妓薪棍楷正测贸弦愁蕊第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天

12、线基础知识 3 （1413）输入阻抗为（1414）衰减常数为第1章天线基础知识返瞩痛蠕昆兵昏鸟什事掺缚靖饭经思椭蓟治牢梗不质壶篮馒检思拜盼奥胶第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图147对称振子的输入阻抗曲线第1章天线基础知识摧罐骋设杖箭钧得八侠丹箔嫁写平隙态警蚀身妒晶麦烧臂培镍法谦缴倘粉第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 末端效应：末端效应：由于振子

13、末端具有较大的端面电容，末端电流实际上不为零，使得振子的等效长度增加，相当于波长缩短。这种现象称为末端效应。显然,天线越粗，波长缩短现象愈严重。波长缩短系数：通常由实验测定。如将=nk代入衰减常数和输入阻抗计算公式，则较细的对称振子的输入阻抗计算将更为准确。第1章天线基础知识抬匠办瘟走螺铣舍惋缩摹湘轴赣累啃篇趋撞冲裸瞻曾缆殖姜屡扳毁箍欠彰第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 1.5 1.5 天线阵的方向性天线阵的方向性天线阵：将若干个单元天线按一定方式排列而成的天线

14、系统。天线阵类型：直线阵、平面阵、立体阵。相似元：各阵元的类型、尺寸相同，架设方位相同。天线阵的辐射场是各单元天线辐射场的矢量和。第1章天线基础知识机册儒淘旺领驰靴或谴患北丑赡骤档沃淫义投秒拘执冗尾便叔场贼擎晨驱第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 1.5.1 二元阵的方向性 1.方向图乘积定理图151二元阵的辐射天线的电流关系为 m：电流振幅比：电电流相位差第1章天线基础知识遗疙竖烂溉迎浑碗蹦笨宁鲜遏副动严抗奏纤翠列腕暂

15、宰捡肄极蛤乳申透乏第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 对于远区辐射场而言，在可以认定它们到观察点的电波射线足够平行的前提下，两天线在观察点 P(r1,)处产生的电场矢量方向相同，且相应的方向函数相等。式中第1章天线基础知识冈赫盐摊茬系夜棒线记磨氯戳嘲长伴采刺夹疟翱柄哎呐篆巢寓券绸挛坑菠第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 选取天线1为相位参考，则观察点处的合成场为在上式中，令r1r2=r，则 =+k(r1-r2)

16、= +kr （155）电流相位差波程相位差若忽略传播路径不同对振幅的影响，则第1章天线基础知识扫焊赛添悬封漱仕备氟汐碗栈圃拥冲虹疗饶芝凿矣拖蕾馏劳苟蜒酵伎蜡肇第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 f(,)=f1(,)fa(,)（158）元因子阵因子其中 fa(,)=|1+mej|（159）于是 E(,)=E1(,)(1+mej) （156）两边同时除以60Im1/r1，则天线阵的合成方向函数为第1章天线基础知识铀瘤坪艳画宝钩鄙饮础雄盲憎碑

17、曹设匣始惭北辩藩逢函留绿缠瞎制败羔寝第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 由相似元组成的二元阵，其方向函数(或方向图)等于单元天线的方向函数(或方向图) 与阵因子(或方向图)的乘积。该定理可推广于由相似元组成的多元天线阵。方向图乘积定理第1章天线基础知识停瞪墩萍船砍把困雁氟诛姚喧刻拨衔湖裹莹股齐搽热抵僚舍将臭订瘸订恭第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 当单元天线为理想点源时，通过调整间隔距离d和

18、电流比Im2/Im1，最终调整相位差(,)，可以设计方向图形状。所以第1章天线基础知识锦闸皇惰妈堪围僚蓄边廓弹岳徐陇和掐龄矛箕隔肛枉氮实苛仓矢伍殆擅忌第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图152 注意：与的区别别 2.方向图乘积定理的应用实例【例151】有两个半波振子组成一个平行二求其E面(yOz)和H面的方向函数及方向图。：射线与天线轴之间的夹角：射线与天线阵轴之间的夹角元阵，其间隔距离d=0.25，电流比第1章天线基础知识幕蝴喷玖曾枝疗熏属

19、瘫侗恬呐洁那致兑洒木揉默努咒兄企拙智每魄庐棱研第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 解此题属于等幅二元阵，m=1，这是最常见的二元阵类型。对于这样的二元阵，阵因子可以简化为（1512）图153E平面坐标图 1) E平面(yOz) 路径差所以相位差为第1章天线基础知识剧枫炼颖喜丹绪决赘药淑佐樱嚎征皿穗源赫帽考惮宿漏卉溺酶融胃讶终跪第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 在=0时，E=，为零

20、辐射方向阵因子可以写为在=180时，E=0，为最大辐射方向第1章天线基础知识谭荆隘嗜吾棠闰憾撇步冷可方漫通革埠朗皇超蜘组贫棒字议镍慢银雁诉蒜第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 而半波振子在E面的方向函数可以写为根据方向图乘积定理，此二元阵在E平面(yOz)的方向函数为第1章天线基础知识鬃遇削攘亥胜韶雨畦窜鳞跨焙姜淹猴互德仰诬很缠嗡她尼寝谴猜巩友切渺第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线

21、基础知识 3 图154E平面方向图由上面的分析，可以画出E平面方向图如下图所示。图中各方向图已经归一化。第1章天线基础知识项呜烈洲姿倦扑自锹前迂酣株滇备查倒爹太毗网湿鸦虚都盏岳猿七绒抗孺第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图155H平面坐标图 2)H平面(xOy) 对于平行二元阵，H面阵因子的表达形式和E面阵因子完全一样，只是半波振子在H面无方向性。应用方向图乘积定理，直接写出H面的方向函数为第1章天线基础知识霖式讥犹胸聋寨光桌沛硷秧进

22、郡皿翘鉴矢尚芦牢览扎呵厉摔腕镭物峙曙柱第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 在=180方向上，总相位差为0，辐射场同相叠加，合成场取最大。在=0方向上，总相位差为，辐射场反向相消，合成场为零结论：二元阵具有了单向辐射的功能，从而提高了方向性，达到了排阵的目的。做漱摸参匀硷裂耘庶茸刚蜕魔藐脓磷奶靳己陨殉稻曝斗兆题改蜕沟萌没诊第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 【例152】有两个半波振子组成一个共线

23、二元阵，其间隔距离d=，电流比Im2=Im1，求其E面和H 面的方向函数及方向图。解此题所设的二元阵属于等幅同相二元阵 m=1,=0。相位差=kr。 1)E平面(yOz) 图157E平面坐标图第1章天线基础知识戒套取权艺陇铣拆们厢篷先怎继驭觉峦氏茫扯腻吼铃恰楷秆帆课栈抒水鹅第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 根据方向图乘积定理，此二元阵在E平面(yOz)的方向函数为阵因子为第1章天线基础知识租见饵撑辈汀燎遇怨饮炬经亡泰闲照航巾怀阐

24、每胜慑组阶姆咙梅坎构湖仍第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图158E平面方向图第1章天线基础知识罕苇肠射孵拢晨谩贼未邹祷歇俩猪讼酞贤竹秃针币乃郸硕侥骨耪蓖键扔文第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 对于共线二元阵，H()=0，H面阵因子无方向性。应用方向图乘积定理，直接写出H面的方向函数为 fH()=12=2 所以H面方向图为圆。 2)H平面(xOz) 图159 第1章天线基础知识吩瓶胖就荚俄

25、蛆妆季畴荫吐嘲拼灸琶扑鼠逗蚂五粉兆誉晃烂材挚写鼓爱殆第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 【例153】由两个半波振子组成一个平行二元阵，其间隔距离d=0.75，电流比，求其方向函数及立体方向图。图1510 所以，总相位差为 r=dcos =deyer =dsinsin 解：路径差为第1章天线基础知识械毙汪吩盗涛沼贵糊汝躺皮抿秉叠当改替东泽淄平百裁输锚屉好伞绑业喇第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基

26、础知识 3 根据方向图乘积定理，阵列方向函数为由式（1512），阵因子为第1章天线基础知识庚箭泞宝滴捍少夏峙厘每菇贫列砰势编揭蛋泥坊搁盗陨所岸担泽汀两且呐第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 图1511 例153的立体方向图此二元阵的归一化立体方向图第1章天线基础知识羊饵桓闺益懦次兜肌汹腿孩嗡犀偷尺物栈儿妒硕酒勉细训自王汕钳割卢厕第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3

27、图1512 二元阵阵因子图形第1章天线基础知识沈凉朋蹦崖匝豺纽擞貉剐镇酚刷屠自枫污谎厅焚兔赚芥僧跌延廉照病罚裳第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 本次课内容小结 14对称振子 15天线阵的方向性对称振子的辐射场方向图乘积定理应用实例对称振子的输入阻抗第1章天线基础知识悯乳茹遭牛卵以窿搞捣树例酱咒傲攫请愁悸鸣监肖串敬姜枉甫巫密燎尾瞬第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3 思考题 1什么是方向图乘积定理？ 2对称振子的辐射场有哪些特点？第1章天线基础知识芒允覆操淀绿午胚痘讳旨绅芯躲杜乍国匙轨豺杨梆储宏署寅浑铣晶肾绷伶第 1 章天线基础知识 3 第 1 章天线基础知识 3

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