天线测量理论介绍

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1、天线测量理论介绍刘建江2008年6月6日Ⅰ本人简历教育背景2003年至今西安电子科技大学正在攻读博士学位电磁场与微波技术专业1995～1998西安电子科技大学硕士研究生电磁场与微波技术专业1989～1993西安电子科技大学本科电磁场与微波技术专业工作经历1999～2003广州埃信通信设备有限公司：担任总工职务，主持开发室内覆盖系统所需的全部无源器件（功分器、耦合器、同轴腔体滤波器、双工器，等等）以及微带型基站天线。1998～1999航天工业总公司第三研究院第三设计部智控公司：负责公司“雷达液位计”和“磁致伸缩液位计”的研发，并用自编软件解决了“雷达液位计在油罐灌顶的最佳安装位置”。

2、1993～1995航天工业总公司第三研究院第三设计部：主要负责导弹RCS计算，并亲自开发了《阻抗劈的高频电磁散射计算软件IMPWEDGE》，经实践检验，理论结果与实测数据完全吻合。本人有10年射频器件和移动通信基站天线工作经验，精通电磁场数值计算方法，并亲自在国内率先完成《腔体滤波器综合分析软件》和《天线方向图赋形软件》。方向图赋形软件《方向图赋形软件》，运用了遗传算法、模拟退火算法、共轭梯度法、随机变步长法以及这几种算法的混合算法，以增益、零点深度和副瓣电平为约束条件，快速准确地得到满足特定赋形特性方向图所需的各个单元的激励幅度和相位，摆脱了传统的用仿真软件大量试算，通过筛选而得

3、出激励参数的试验法(这种试验法所得到的结果，往往不能满足增益条件)。Ⅱ基本概念基本概念天线辐射区域划分由天线所辐射的电磁波可以用玻印亭矢量E×conjugate(H)来描述。在紧邻天线的空间，玻印亭矢量是虚数，电场或磁场同距离的高次幂成反比，随离开天线距离的增加迅速减小。在这个区域，由于电抗场占优势，所以把此区域叫电抗近场区（）。越过电抗区就到了辐射场区，此时玻印亭矢量是实数且场随距离成反比，按离开天线距离的远近又把辐射场区分为辐射近场区（）和辐射远场区（）。按光学术语来定义，前者称为菲涅尔区，后者称为夫朗荷费区。在辐射近场区，场的角分布与距离有关；而在辐射远场区，场的角分布与距离

4、无关。基本概念天线参数天线把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…...收集无线电波并产生电信号…...基本概念天线参数极化无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称它为水平极化波。交叉极化比给定方向上主极化分量与正交极化分量功率之比。基本概念天线参数输入阻抗和驻波比天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进

5、入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。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。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。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。驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR)。终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波比越接近于１，匹配也就越好。基本概念天线参数端口隔离度多端口天线的一

6、个端口上的入射功率与该入射功率在其他端口上可得到的功率之比。交调天线交调产物是指当两个或多个频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号有和差关系的射频信号。在这种情况下的隔离为10log(1000mW/1mW)=30dB1000mW(即1W)1mW基本概念天线参数方向性天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。天线的方向性的特性曲线通常用方向图来表示.方向图可用来说明天线在空间各个方向上所具有的发射或接收电磁波的能力。单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图侧视顶视立体基本概念天线参数增益增益是指在

7、输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。板状天线增益与水平波瓣宽度90180360半功率波瓣宽度半波振子带反射板的半波振子带反射板的两个半波振子以半波振子为参考的增益0dBd3dBd6dBd理论辐射图一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射一个各向同性的辐射器在所有方向具有相同的辐射一个天线与对称振子相比较的增益用“dBd”表示一个天线与各