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天线功能与工作原理

天线功能与工作原理
天线功能与工作原理

中国联通江苏分公司

江苏靖江亚信电子科技有限公司

二00三年六月十一日

目录

一、天线功能与工作原理 (3)

二、天线的分类 (6)

三、性能指标与检测方法 (9)

四、天线结构和质量保证 (14)

五、天线选型原则 (20)

一、天线功能与工作原理

用来进行无线通讯的手机和基站,在空中是通过无线电波来传递信息的,需要有无线电波的辐射和接收。在无线电技术设备中,用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。

天线的功能首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的装置并不一定都能用来作为天线,任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间辐射电磁波,或者从周围空间接收电磁波,但是并非任何高频电路都能用作天线,因为辐射或接收效率有高有低,为了有效地辐射或接收电磁波,

天线的结构形式应该满足一定的要求。

例如,像平行双导线传输线这样的封闭结构就不能用作天线,因为双导线传输线在周围空间激发的电磁场很微弱,终端开路的平行双导线传输线上的电流呈驻波分布。在两根互相平行的导线上,电流方向相反,线间距离远小于波长,所激发的电磁场在两线外部大部分空间中,由于相位相反而相互抵消。如果把两根导线的末端逐渐张开,辐射就会逐渐增强,当两根线完全张开时,张开的两臂短于半波长,上面电流的方向相同,在周围空中激发的电磁场在某些方向由于相位关系而互相抵消,在大部分方向则互相叠加,或者部分叠加、部分抵消,使辐射显著增强,这样的结构称为开放式结构,由末端开路的平行双导线传输线张开而成的天线,就是通常的对称振子天线。

作为基站天线,常常要求天线在水平面内向所有方向(一圈360o)均匀地辐射(或对所有方向具有同等的接收能力),具有这种特性的天线,叫做全向天线。而对某些基站天线,只要求能覆盖含有一定角度的一个扇区,这种天线叫做定向天线,对这种天线要求只向待定的扇形区域辐射(或只接收来自特定扇形区域的无线电波),在其它方向不辐射或辐射很弱(不能接收或接收能力很弱)。也就是说,要求天线具有所谓方向性。

如果天线没有方向性,无线电波呈球形向外均匀辐射,即所谓无方向性天线。此时,对发射天线来说,所辐射的功率中只有很少一部分到达所需要的方向,大部分功率浪费在不需要的方向上;对接收天线来说,在接收到所需要的信号同时,还接收到来自其它方向的干扰和噪声,甚至使信号完全淹没在干扰和噪音中。因此,一副好的天线,在有效的辐射或接收无线电波的同时,还应该具有完成规定任务而要求的方向特性。

天线辐射的是无线电波,接收的也是无线电波,然而,发射机通过馈线送

入天线的并不是无线电波,接收天线也不能把无线电波直接经馈线送入接收机,其中必须进行能量的转换。

现在我们以基站为例,分析一下信号的传输过程,说明天线的能量转换作用。在发射端,发射机产生的调制高频振荡电流经馈电设备传输到发射天线,馈电设备可随频率和形成的不同,直接传输电磁波或导引电磁波,称为导波。发射天线将高频电流或导波转变成无线电波即自由电磁波向周围空间辐射。在接收端,无线电波通过接收天线转变成高频电流或导波,经馈电设备传送到接收机。

从上述过程可以看出,天线除了能有效地辐射或接收无线电波外,还能完成高频电流或导波到同频率无线电波的转换,或者完成无线电波到同频率的高频电流或导波的转换。所以,天线是一个能量转换器。

把天线和发射机或接收机连接起来的馈线系统是无线电设备的必要组成部分。馈线的形式随频率不同而不同,它可以是双线传输线,同轴线,微带线,也可以是波导等。由于馈线系统和天线的联系十分紧密,有时把天线和馈线系统看成一个部件,统称为天线馈线设备或简称天馈设备。

研究天线问题,实质上是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的天线特性。空间任一点的电磁场都应满足电磁场方程(麦克斯韦方程)和边界条件。因此,求解天线问题实质上是求解电磁方程并满足边界条件。天线问题实质上是电磁场问题,它的理论基础是电磁场理论。

在这份讲义中,只准备对天线作一些介绍,着重谈谈基站天线。当然谈不上叙述如何求解电磁场,如何应用严格的数学理论,以及简化的数学方法,来求解麦克斯韦电磁场方程,从而详细地分析天线问题,设计天线,优化天线性能和结构。要想深入了解天线,研究分析天线,请参考有关的专门著作。

抛物面天线的工作原理

抛物面天线的工作原理 普通抛物面天线的结构如图3-1所示。馈源是一种弱方向性天线,安装在抛物面前方的焦点位置上,故普通抛物面天线又称为前馈天线。由馈源辐射出来的球面波被抛物面往一个方向(天线轴向)反射,形成尖锐的波束,这种情况与探照灯极为相似。 图 3-1 普通抛物面天线的结构图图 3-2 普通抛物面天线的几何关系图 抛物面是由抛物线绕它的轴线(z轴)旋转而成的,如图3-2所示。在yoz平面上,以F为焦点,O 为顶点的抛物线方程为: 相应的立体坐标方程为: 为了便于分析,也可引入极坐标。令极坐标系(ρ,ψ) 的原点与焦点F重合,则相应的旋转抛物面的方程可表示为: 设D为抛物面口径的直径,为口径对焦点所张的角(简称口径张角),由上述关系式可导出决定抛物面口径张角的抛物面焦径比: 焦径比的大小表征了抛物面的结构特征,f/D越大,口径张角越小,抛物面越浅,加工就容易,但馈源离主反射面越远,天线的抗干扰能力就越差,反之亦然。 抛物面具有如下重要的几何光学特性:由焦点发出的各光线经抛物面反射,其反射线都平行于z轴;反之,当平行光线沿z轴入射时,则被抛物面反射而聚焦于F点。其原因是,由焦点发出的各光线经抛物面反射后到达口径面的行程相等(这一结论可利用抛物线的以下性质来证明:从抛物线任一点到焦点的距离等于该点到准线的距离)。

微波的传播特性与光相似,因此,位于焦点F的馈源所辐射的电磁波经抛物面反射后,在抛物面口径上得到同相波阵面,使电磁波沿天线轴向传播。如果抛物面口径尺寸为无限大,那么抛物面就把球面波变为理想平面波,能量只沿z轴正方向传播,其它方向辐射为零。但实际上抛物面的口径是有限的,这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射,它类似于透过屏上小孔的绕射,因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。 3.2.2 偏馈天线 前馈抛物面天线的馈源位于天线的主波束内,因而对所接收的电磁波形成了遮挡,其结果降低了天线的增益,增大了旁瓣。将馈源移出天线反射面的口径,可消除馈源及其支撑物对电磁波的遮挡。图3-3示出了偏馈反射面天线的结构示意图。 实际上,偏馈反射面是在旋转抛物反射面上截取一部分而构成的。它同样可将焦点发出的球面波转换成沿轴向传播的平面波。馈源的相位中心仍放在原抛物面的焦点上,但馈源的最大辐射须指向偏馈反射面的中心。尽管反射面的轮廓呈椭圆型,但它的口径仍是一个圆。此外,对于偏馈天线而言,电磁波的最大辐射方向并不在偏馈反射面的法向,而是与法向成一定的夹角。这一特点也是偏馈天线的另一特 色,如图3-4所示。对于偏馈天线有式中,ψo是抛物面轴线与焦点到反面中心联线的夹角。反射面在这条中心两旁张成2ψe的角度。 图 3-3 偏馈天线的结构图 图 3-4 偏馈反射面天线的几何关系图

接近开关工作原理,及接线图

接近开关工作原理,及接线图 发布者:david 发布时间:2011-4-20 13:30:02 阅读:607次 接近开关工作原理 1、概述 接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理,接近传感器大致可以分为以下三类:利用电磁感应的高频振荡型,使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。 特点: ●非接触检测,避免了对传感器自身和目标物的损坏。 ●无触点输出,操作寿命长。 ●即使在有水或油喷溅的苛刻环境中也能稳定检测。 ●反应速度快。 ●小型感测头,安装灵活。 2、类型 (1)按配置来分

(2)、按检测方法分 ●通用型:主要检测黑色金属(铁)。 ●所有金属型:在相同的检测距离内检测任何金属。 ●有色金属型:主要检测铝一类的有色金属。 3、高频振荡型接近传感器的工作原理 电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场,当金属物体接近传感器检测面时,金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量,使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振这二种状态,转换为电信号通过整形放大转换成二进制的开关信号,经功率放大后输出。下面为详细介绍: (1)通用型接近传感器的工作原理

振荡电路中的线圈L产生一个高频磁场。当目标物接近磁场时,由于电磁感应在目标物中产生一个感应电流(涡电流)。随着目标物接近传感器,感应电流增强,引起振荡电路中的负载加大。然后,振荡减弱直至停止。传感器利用振幅检测电路检测到振荡状态的变化,并输出检测信号。

振幅变化的程度随目标物金属种类的不同而不同,因此检测距离也随目标物金属的种类不同而不同。 (2)所有金属型传感器的工作原理 所有金属型传感器基本上属于高频振荡型。和普通型一样,它也有一个振荡电路,电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率。目标物接近传感器时,不论目标物金属种类如何,振荡频率都会提高。传感器检测到这个变化并输出检测信号。 (3)有色金属型传感器工作原理

第一讲 天线基本原理

第一讲天线基本原理 1、天线的基本概念 1.天线的作用 在任何无线电通信设备中,总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。 天线的作用就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道,或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。 2.天线问题的实质 从电磁场理论出发,天线问题实质上就是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。空间任何一点的电磁场满足电磁场方程——麦克斯韦方程及其边界条件。因此,天线问题是时变电磁场问题的一种特殊形式。 从信号系统的角度出发,天线问题可以理解为考察由一个电磁波激励源产生的电磁响应特性。从通信系统的角度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的无线电信号强度满足通道传输方程和多径衰落特性。 3.对天线结构的概念理解 采用不同的模型,对天线可以有不同的理解。典型的模型比如:开放的电容 [思考] 野外电台或电视发射塔,无线电视或电台接收机,为什么能构成一个天线,其电流回路在什么地方? 开放的传输线 从传输线理论理解,天线可以看做是将终端开路的传输线终端掰 开。 TM mn型波导 将天线辐射看做是在4π空间管道中传输的波导,则对应的传输波型是TM型波,但在传输过程中不断遇到波导的不连续性,因此不断激励

高次模。 由电磁波源和电磁波传输媒质形成电磁波传输的机构 波的形成都需要波源和传输媒质。在一盆水中形成机械波纹,可以使用点激励源产生波,并在水面上传播。波的传播特性只与媒质特性有关而与波源无关。将一个肉包子扔出去,这个肉包子可能产生不同的结果,或者被狗吃了,或者掉在什么地方了,都与扔包子的人不再有任何关系。而对天线来说,馈点的激励源就是这种波源,天线导体和外界空间就是传输媒质。不过电磁波的传输媒质可以是真空。 [思考] 电磁波具有波粒二象性。频率越低,波动性越强;频率越高,粒子性越强。所以光波主要表现出粒子性,而长波表现出波动性。射频电磁波就是介于这二者之间的一种电磁波,它既有显著的波动性,又有显著的粒子性。只要认清这一点,许多问题就会变得易于理解。认清事物的本质规律我们才能很好地利用它,我们不能把一头驴当马使,否则就会出现许多荒唐的错误。有人认为射频很复杂,有人认为很简单,就是这个道理。 [哲学启示] 电磁波由于看不见,摸不着,所以在很多人看来它很抽象。但考虑到世界是普遍联系的,尽管不同的事物也有许多不相同点,但找到它们之间的联系,就能获得认识抽象事物的“火眼金睛”。 2、电磁场基本方程 1.麦克斯韦方程 (电生磁。若电场变化,则磁场随之变化) (磁生电。若磁场变化,则电场随之变化) (磁力线是无始无终的封闭闭合曲线) (电力线出发和终止于自由电荷)

抛物面天线的工作原理

面天线的结构和工作原理 一、抛物面天线 (一)抛物面天线的结构 常用的抛物面天线从结构上看,主要由两部分组成: 照射器,由一些弱方向性天线来担当,想短电对称振子天线,喇叭天线。 作用:是把高频电流转换为电磁波并投射到抛物面上。 抛物面,它一般有导电性能较好的铝合金板构成,其厚度为1.5-3(mm),或者用玻璃钢构成主抛物面,然后在其内表面粘贴一层金属网或金属栅栏。网孔的最大值要求小于λ/8-λ/10,过大将造成对电磁波的漏射现象,影响天线的正常工作性能。 作用:构成天线辐射场方向性的主要部分。 图 1-1 普通抛物面天线的结构图图 1-2 普通抛物面天线的几何关系图(二)工作原理 抛物面具有如下重要的几何光学特性:由焦点发出的各光线经抛物面反射,其反射线都平行于z轴;反之,当平行光线沿z轴入射时,则被抛物面反射而聚焦于F点。其原因是,由焦点发出的各光线经抛物面反射后到达口径面的行程相等(这一结论可利用抛物线的以下性质来证明:从抛物线任一点到焦点的距离等于该点到准线的距离)。 微波的传播特性与光相似,因此,位于焦点F的馈源所辐射的电磁波经抛物面反射后,在抛物面口径上得到同相波阵面,使电磁波沿天线轴向传播。如果抛物面口径尺寸为无限大,那么抛物面就把球面波变为理想平面波,能量只沿z轴正方向传播,其它方向辐射为零。但实际上抛物面的口径是有限的,这时天线的辐射是波源发出的电磁波通过口径面的绕射,它类似于透过屏上小孔的绕射,因而得到的是与口径大小及口径场分布有关的窄波波束。 二、卡塞格伦天线

(一)卡塞格伦天线的结构 卡塞格伦天线是一种双反射面天线,其主反射面是旋转抛物面,副反射面是旋转双曲面。卡塞格伦天线的结构与普通抛物面天线的差别,不仅在于多了一个副反射面,而且把馈源安装到了主反射面后面上,如图1-3所示。故有时也把卡塞格伦天线称为后馈天线。 图 1-3 卡塞格伦天线的结构图 (二)卡塞格伦天线的工作原理 卡塞格伦天线的工作原理是,根据双曲面的性质,由F2发出的电磁波被副面反射,其反射的电磁波方向可以看成是共轭焦点F1发出的射线方向。又因为F1是抛物面的焦点,所以,由F2发出的电磁波经副反射面和主反射面反射后,在口径面形成同相场,从而得到平行于轴向的电磁辐射波。 双反射面的优点之一在于可以采用赋形技术。如果修正旋转双曲面的形状,使口径场分布符合要求,同时适当地修改主面以校正由于副面改变而引起的口径场相位差,那么,卡塞格伦天线将有较高的电性能。但卡塞格伦天线的副面直径一般要取较大,这在小口径天线中会造成较大的遮挡,所以在小天线中很少采用卡塞格伦结构方案。

几种天线的比较

天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线作简单介绍。 1.抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。

图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2.卡塞格伦天线 卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。 卡塞格伦天线的优点是天线的效率高,噪声温度低,馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里,这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。

螺旋天线原理与设计基础知识

一般成品螺旋天线都用导电性能良好的金属线绕成并密封好,其工作原理下: 图1 所示一般天线结构示意图。D是螺旋天线直径,L是螺旋天线长度,ρ是螺距,Ⅰ、Ⅱ是螺旋线上相对应两点。 一般可以认为,电磁波沿金属螺旋线以光速C作匀速运动。 从Ⅰ点到Ⅱ点即进行一个螺旋,所需时间为 t = πD/C 而对螺旋天线而言,其轴向电磁波只运动行进了一个螺距ρ,其轴向等效速率 υ=ρ/t =ρ/C (πD) 这种关系也可用图2形式解释。由图2可知: υ=Csinθ=Cρ/(πD)≤C 由上式可以看出,υ总是小于等于C的。故螺旋天线能使电磁波运动速度减慢,是一个慢波系统,其等效波长λ等效小于工作波长λ。对于螺旋天线而言,应谐振于其1/4等效波长,因而能缩短螺旋天线的几何长度。 对于工作于一定中心频率的通讯机来说,其所需绕的线圈数N可以由下式近似算出:

螺距:υ=L/N 所需金属线长度:ι=NπD 对于一般通讯机可取 L=20~40cm D=10~20mm 下表是对一些常用频率螺旋天线的设计实例,其他频率也可类似设计。 f是工作中心频率; D是螺旋天线直径; L是螺旋天线长度; N是螺旋圈数; ι是所需金属线长度。 以上N、ρ为了实际制作需要均取近似值。 制作时可用直径0.5~1.5mm漆包线或镀银铜线或铝线在直径为D的有机玻璃或其他绝缘材料上绕制,并在棒的两头打上小孔,以利于固定金属线;在棒的底端焊上较粗的金属杆或插头固定在棒上,以利于与机器连接;整个螺旋天线的外面可用橡胶管或其他材料套封,并在顶端盖上橡皮帽或用其他材料密封,这样既美观大方,又防雨防蚀,经久耐用。如果没有上述金属丝,也可采用多股细绝缘导线代替,效果相同,只是绕制时固定较为困难。 以上螺旋天线也可用于各种小型遥控设备及其他类似机器上。 为了比较慢波天线与常规拉杆天线的不同,说明慢波天线尺寸较小的优点,我们可对拉杆天线作一计算。 设定参数如下:

2[1].4GHz 抛物面天线的高效馈源

Efficient Feed for Offset Parabolic Antennas for 2.4 GHz Dragoslav Dobri?i?, YU1AW 2.4GHz 抛物面天线的高效馈源 Resume 摘要 This article examines some of the possible solutions to the problems of efficiently illuminating SAT TV offset parabolic antennas in the use on WLAN frequencies of 2.4 GHz.. 本文探讨用于2.4GHz频段的卫星电视偏馈抛物面天线的馈源的解决办法。 Introduction 引言 The problems that occur while illuminating shallow offset parabolic dishes, in addition to those related to the efficient use of parabolic dishes generally are additionally aggravated by the specific geometry of the parabolic mirror itself. [2] Feed positioning in the way that its phase center exactly coincides with the focus of the offset parabolic dish and its aiming so that the radiation maximum falls in the geometric center of the elliptic reflector surface are not intuitive at all, as in classic parabolic antennas. Therefore, there is much confusion and many wrongly positioned feeds that do not correctly illuminate offset parabolic dishes, decreasing their efficiency and gain. 这个问题时常存在于一些浅照射的偏馈抛物面天线,除了和抛物面天线有效利用有关之外,抛物面反射镜本身的具体尺寸[2]又使之更加严重。馈源的定位方式——其相位中心必须严格与偏馈抛物面天线的焦距保持一致,而且对准。这样,其最大辐射值落在椭圆形反射面的几何中心,是不直观的,正如在经典抛物线天线那样。因此,有许多混乱,许多错误的馈源定位,不能正确地照射偏馈抛物面天线,降低了它们的效率和增益。 The optimal feed for some given parabola has to fulfill several important characteristics: 对于给定抛物面天线最佳馈源必须具有几个重要特点: 1.The radiation angle of the main beam, between the points in which the gain is -10dB in relation to the maximal value, has to match the subtended angle. The feed radiation angle, both in horizontal and in vertical plane has to be the same, regardless the ellipticity of offset parabola. 1、主束的辐射角度,在辐射功率为-10dB的点到最大值之间,必须与张角相配。馈源的辐射角在水平和垂直都应当相同。而不管偏馈抛物面的椭圆率如何。 2.The phase center of the feed has to be well defined and stable with changes of frequencies within the working range. The change of the phase within the whole angle of illumination has to be as small as possible.

板状天线原理及分析

工学院课程考核论文 课程名称:微波技术与天线 题目:板状天线基本原理及分析专业:电子信息工程 班级:08级1班 姓名:李亮亮 学号:1665080115 任课教师:张平娟

摘要 本文主要介绍了板状天线的原理以及做出相应的分析。 由于微带天线具有重量轻、低剖面、成本低、易于制造、封装和安装等许多固有的优点,本文选用微带贴片天线作为天线单元。首先采用传输线法和腔模理论对矩形微带天线进行分析,计算出矩形贴片的长,宽,并选择基板材料和高度。然后针对设计指标详细讨论了各种因素对微带贴片天线性能的影响,用背馈的方式完成了微带贴片天线单元的设计方案,从而简化馈电网络。 板状天线基本原理及分析 一.板状天线基本原理 板状天线的基本知识: 无论是GSM 还是CDMA,板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的基站天线。这种天线的优点是:增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能可靠以及使用寿命长。板状天线也常常被用作为直放站的用户天线,根据作用扇形区的范围大小,应选择相应的天线型号。 图1-1板状天线的基本形式 如图所示,板状天线是在阵列天线或者天线单元的下方加上一块反射板,使波束往前方发射,利用反射板可把辐射能控制到单侧方向,平面反射板放在阵列的一边构成扇形区覆盖天线。下面的图1-2说明了反射面的作用,反射面把功率反射到单侧方向,提高了增益。天线的基本知识全向阵(垂直阵列不带平

面反射板)。抛物反射面的使用,更能使天线的辐射,像光学中的探照灯那样,把能量集中到一个小立体角内,从而获得很高的增益。不言而喻,抛物面天线的构成包括两个基本要素:抛物反射面和放置在抛物面焦点上的辐射源,基站天线可供设计的参数是天线的垂直波瓣和水平波瓣,垂直波瓣是通过阵列天线来实现的,而水平波瓣是由所采用的天线单元样式和相应的反射板所决定。 图1-2水平面方向图 板状天线高增益的形成: 1.采用多个半波振子排成一个垂直放置的直线阵,如图1-3 图1-3直线阵的方向和模型 2.在直线阵的一侧加一块反射板(以带反射板的二半波振子垂直阵为例),如图2-4

天线功能与工作原理

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一、天线功能与工作原理 (3) 二、天线的分类 (6) 三、性能指标与检测方法 (9) 四、天线结构和质量保证 (14) 五、天线选型原则 (20) 一、天线功能与工作原理 用来进行无线通讯的手机和基站,在空中是通过无线电波来传递信息的,需要有无线电波的辐射和接收。在无线电技术设备中,用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。 天线的功能首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的装置并

不一定都能用来作为天线,任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间辐射电磁波,或者从周围空间接收电磁波,但是并非任何高频电路都能用作天线,因为辐射或接收效率有高有低,为了有效地辐射或接收电磁波,天线的结构形式应该满足一定的要求。 例如,像平行双导线传输线这样的封闭结构就不能用作天线,因为双导线传输线在周围空间激发的电磁场很微弱,终端开路的平行双导线传输线上的电流呈驻波分布。在两根互相平行的导线上,电流方向相反,线间距离远小于波长,所激发的电磁场在两线外部大部分空间中,由于相位相反而相互抵消。如果把两根导线的末端逐渐张开,辐射就会逐渐增强,当两根线完全张开时,张开的两臂短于半波长,上面电流的方向相同,在周围空中激发的电磁场在某些方向由于相位关系而互相抵消,在大部分方向则互相叠加,或者部分叠加、部分抵消,使辐射显著增强,这样的结构称为开放式结构,由末端开路的平行双导线传输线张开而成的天线,就是通常的对称振子天线。 作为基站天线,常常要求天线在水平面内向所有方向(一圈360o)均匀地辐射(或对所有方向具有同等的接收能力),具有这种特性的天线,叫做全向天线。而对某些基站天线,只要求能覆盖含有一定角度的一个扇区,这种天线叫做定向天线,对这种天线要求只向待定的扇形区域辐射(或只接收来自特定扇形区域的无线电波),在其它方向不辐射或辐射很弱(不能接收或接收能力很弱)。也就是说,要求天线具有所谓方向性。 如果天线没有方向性,无线电波呈球形向外均匀辐射,即所谓无方向性天线。此时,对发射天线来说,所辐射的功率中只有很少一部分到达所需要的方向,大部分功率浪费在不需要的方向上;对接收天线来说,在接收到所需要的信号同时,还接收到来自其它方向的干扰和噪声,甚至使信号完全淹没在干扰和噪

自制大口径抛物面天线

卫视经纬版 电子报/2002年/04月/21日/第008版/ 自制大口径抛物面天线 江西张敏 本人对大口径抛物面天线心仪已久,可惜该类天线价格不菲。无奈之下,本人遂蒙生自制的念头。经过深思熟虑,年前动手试制,竟一举成功!高兴之余,现将关键工艺介绍如下,愿与有志之士共享! 一、精工制作抛物线模具 常常听人告诫:抛物面天线精度高,手工打造的天线,只能当作摆设!为此,本人特别设计如下制作工艺,经实践证明,方法简单,一试即成! 抛物面天线直径2.4m,焦距1.2m,抛物线标准方程式:Y2= 4.8X 取刨花板(2.4m 1.2m)一块,水平放置于地上,在上面精确画出Y2= 4.8X的抛物线。用手锯沿抛物线锯开,即得到一条标准的抛物线截面。用扁铁沿抛物线截面绷紧并钉牢,这样就获得了一条光滑、坚硬的抛物线截面模具。 将刨花板垂直安置在地面上,并用铅垂线校正,以确保X轴垂直于地平面。最后,将模具牢牢固定即可(见图1)。 二、制作抛物线天线骨架 天线骨架由6个不同直径的钢筋圆圈和6条固定钢筋焊接而成。钢筋圆圈的制作数据见下表。 用 14mm的钢筋在弯管机上分别弯制出6、5、4、3、2、1圆圈,并用电焊焊好接头。将圆圈6水平安放到模具上,用水平仪校正,然后牢牢固定,用同样的方法,将圆5安装到模具上。然后取两小段钢筋,用电弧焊将圆5和圆6沿抛物线对称焊牢。圆4、3、2、1和0原点钢板均照此方法安装并焊牢。最后,用 2.5mm铁钉从钢板中心孔钉入模具抛物线截面顶点O内。 至此,抛物面天线骨架已焊接成一个整体了,将此骨架顺时针旋转60,沿着抛物线对称焊入两根固定筋。照此方法,将6根固定筋全部焊牢,天线骨架制作完毕。 三、安装反射网 反射网就地取材,无特殊要求。本人在一家电焊店购得两张镀锌铁丝网(下脚料),将它们沿对角线剪开,得到4张三角形铁丝网。将天线骨架从模具上取下来,把4张铁丝网压入骨架并初步整平固定,然后放在模具上,压平压紧,用铁丝固定。接着将骨架顺时针转动一个小角度,压平压紧铁丝网,用铁丝固定。照此方法,将铁丝网固定到骨架上。最后,还要用模具精确校正一遍,以确保操作精度。 四、安装支架 用一根长0.9m和一根长1.2m的钢筋焊成一个直角。将1.2m钢筋的一端固定到焦点处,将0.9m钢筋的一端与圆6焊牢。在焦点处可配焊一小段角铁,便于安装下变频器件(见图2)。 五、安装基座及调试 安装调试方法报刊上介绍较多,本文不再赘述。在天线调整好方位角和仰角后,根据具体情况,在内架上焊入3~4根钢筋以固定天线。笔者将该天线喷上草绿色油漆安放在小院内的绿色树丛中,与环境非常协调、融洽。

卡塞格伦天线的工作原理

卡塞格伦天线的工作原理 时间:2015-08-10 来源:天线设计网TAGS:卡赛格伦 我们已经知道,反射面天线的方向图形状(波束指向、主瓣宽度、副瓣电平)决定于天线口径上的场(或电流)分布。而口径场分布又由馈源的方向图和反射面的形状确定。改变反射面的形状,即采用长焦距的反射面来得到较均匀的口径场分布。但是,焦距变长之后,天线纵向尺寸变大,这不仅使结构上不便,而且馈线变长会增加损耗,对远距离通讯来说增加噪声,降低效率。 另外,要获得低副瓣(如-40dB),口径场振幅分布还不能是均匀的,应满足一定分布规律。这由单反射面和一个馈源来调整是困难的。采用双反射面天线,可方便地控制口径场分布。既可以使反射面的焦距较短,又可保证得到所需的天线方向图,而且使设计增加了灵活性。双反射面天线系统的设计起源于卡塞格伦光学望远镜。这种光学望远镜以其发明人卡塞格伦Cassegrain命名。下图为中国科学院国家天文台、中电集团39所联合研制的 40米射电望远镜,位于中科院云南天文台(昆明东郊凤凰山),于2005年8月动工兴建,2006年5月投入运行。40米射电望远镜的主要任务,是接收嫦娥卫星下行的科学数据并参与完成对绕月卫星的精密测轨。 40米射电望远镜是一台转台式卡塞格伦型天线,总重约360吨。天线主反射面直径40米,由464块铝合金实体单块面板和不锈钢网状单块面板构成,中央(直径26米以内部分)由208块实体单块面板构成,周边直径26米至40米部分则由256块网状单块面板构成。正十六边形的天线中心体空间行架结构及辐射梁、环梁构成天线的主反射体背架结构。40米天线馈电采用后馈卡焦方式,焦长为13.2米。直径4.2米的双曲线副反射体由4根与俯仰轴成450 方向对称布局的支撑柱支撑。是不是很高大上呢?

大型抛物面天线的FEKO仿真计算

馈源方向图可以作为激励引入。 大型抛物面天线的FEKO仿真计算 发表时间:2009-8-8 作者: 陈鑫*余川来源: 安世亚太 关键字: FEKO 仿真抛物面天线方向图 本文利用FEKO 软件仿真计算得到了抛物面天线的方向图。在仿真过程中将喇叭馈源生成的方向图做为激励加入, FEKO 软件的这一特点不但提高了计算速度、节约了所需要的系统资源,也为进一步对抛物面天线阵的仿真打下了基础。 1 前言 在电子对抗、跟踪遥测等工程应用领域内,由于抛物面天线具有发射功率大、副瓣较低、结构简单易加工、相关技术较成熟等优点,常常被选做发射天线或者阵列单元。 在频率较高频段,特别是C 波段以上的频段,其波长已经在10 厘米以内,对于直径在一米以上的大型抛物面天线或者天线阵列来说,市面上其他电磁场仿真软件在对于电大天线的仿真计算能力很弱,有些根本无法计算,而FEKO 软件恰恰弥补了这一空白。 本文利用FEKO 软件仿真计算得到了直径为110 厘米的抛物面天线方向图(X 波段),在仿真过程中将喇叭馈源生成的方向图数据文件做为激励加入,抛物面表面采用PO 算法,大大提高了计算效率,节省了所需硬件资源,为进一步对抛物面天线阵的仿真打下了基础。 2 馈源仿真计算 对于传统前馈抛物面的仿真,一般都是将喇叭馈源和抛物面整体建模、整体计算的方法。在计算机硬件资源和时间允许的情况下,其优点是操作简单,直接得出计算结果;但是如果需要计算天线阵列或者更大的抛物面天线,也许对于计算机资源要求就太高,往往无法满足需要。因此,我们首先用SABOR 软件快速设计喇叭几何尺寸,计算喇叭的大致远场方向图和增益(图1)。在FEKO 中用MLFMM 计算该尺寸的喇叭方向图,如图2 所示,计算结果与设计一致,满足下一步计算要求。

无线网络WiFi天线原理

无线网络WiFi天线原理 1.7.2 高增益栅状抛物面天线 从性能价格比出发,人们常常选用栅状抛物面天线作为直放站施主天线。由于抛物面具有良好的聚焦作用,所以抛物面天线集射能力强,直径为 1.5 m 的栅状抛物面天线,在900兆频段,其增益即可达 G = 20dBi。它特别适用于点对点的通信,例如它常常被选用为直放站的施主天线。 抛物面采用栅状结构,一是为了减轻天线的重量,二是为了减少风的阻力。 抛物面天线一般都能给出不低于 30 dB 的前后比,这也正是直放站系统防自激而对接收天线所提出的必须满足的技术指标。 1.7.3 八木定向天线 八木定向天线,具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。因此,它特别适用于点对点的通信,例如它是室内分布系统的室外接收天线的首选天线类型。 八木定向天线的单元数越多,其增益越高,通常采用 6 - 12 单元的八木定向天线,其增益可达 10-15dBi。 1.7.4 室内吸顶天线 室内吸顶天线必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内吸顶天线,外形花色很多,但其内芯的购造几乎都是一样的。这种吸顶天线的内部结构,虽然尺寸很小,但由于是在天线宽带理论的基础上,借助计算机的辅助设计,以及使用网络分析仪进行调试,所以能很好地满足在非常宽的工作频带内的驻波比要求,按照国家标准,在很宽的频带内工作的天线其驻波比指标为VSWR ≤ 2 。当然,能达到VSWR ≤ 1.5 更好。顺便指出,室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为G = 2 dBi。 1.7.5 室内壁挂天线 室内壁挂天线同样必须具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。 现今市场上见到的室内壁挂天线,外形花色很多,但其内芯的购造几乎也都是一样的。这种壁挂天线的内部结构,属于空气介质型微带天线。由于采用了展宽天线频宽的辅助结构,借助计算机的辅助设计,以及使用网络分析仪进行调试,所以能较好地满足了工作宽频带的要求。顺便指出,室内壁挂天线具有一定的增益,约为G = 7 dBi。 2 电波传播的几个基本概念 目前GSM和CDMA移动通信使用的频段为: GSM:890 - 960 MHz, 1710 - 1880 MHz CDMA: 806 - 896 MHz 806 - 960 MHz 频率范围属超短波范围;1710 ~1880 MHz 频率范围属微波范围。 电波的频率不同,或者说波长不同,其传播特点也不完全相同,甚至很不相同。 2.1 自由空间通信距离方程 设发射功率为PT,发射天线增益为GT,工作频率为f . 接收功率为PR,接收天线增益为GR,收、发天线间距离为R,那么电波在无环境干扰时,传播途中的电波损耗 L0 有以下表达式: L0 (dB) = 10 Lg( PT / PR ) = 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB) [ 举例] 设:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ; f = 1910MHz 问:R = 500 m 时, PR = ? 解答: (1) L0 (dB) 的计算 L0 (dB) = 32.45 + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg 0.5 ( km ) - GR (dB) - GT (dB)

第二讲 电小天线原理和分析

第二讲电小天线原理和分析 一、电小天线的概念 电小天线就是指最大几何尺寸远远小于波长(0.1 以下量级)的天线。所有手机内置天线都是电小天线。 当天线的尺寸与波长相比很小时,其实质就是一个带有少量辐射的电感器或电容器。它仍然是整个天线系统的一个分支,与一般大天线相比并无本质差别,只是其电尺寸小,所以有特别需要注意的一些方面。 二、电小天线电特性分析 1.方向性 在上一讲介绍天线基本原理时曾介绍天线的辐射方向系数D的概念。它反映了辐射能量的集中程度。假设在最大辐射方向上某点上某一实际天线与各向同性天线在该点产生相同的场强,则方向系数等于: 其中表示辐射功率。电流元或磁流元的方向图都呈苹果状8字型,方向系数为 1.5。而电小天线的电尺寸很小,因此其方向图接近电流元或磁流元的方向图,因此其方向系数接近1.5。半波偶极子天线的方向系数则为1.64。 2.辐射效率 辐射效率的定义是: 其中是辐射电阻,是损耗电阻。在损耗电阻中包括天线自身的欧姆损耗还包括馈线和匹配网络中的损耗电阻,即:

其中是天线上的损耗电阻,是馈线和匹配网络中的损耗电阻。 一般来说在提到天线效率时并不考虑,但由于小天线和匹配电路密切相关,比如一个小的电容性天线,由于天线输入容抗很高,电阻很小,如果要求此天线和发射机匹配,则在匹配电路中必然要求引入一个串连的大电感使之调谐,并通过变换将低阻值变换为所需的电阻值。这是匹配电路必然带来可观的损耗,所以考虑电小天线 的效率必须将计入,以便于对比各种电小天线的性能。 [注意] 上式中的各项电阻应归算于同一电流,或者是波幅电流或者是平均电流。 从辐射效率的定义式可知,提高辐射效率的途径不外乎从提高辐射电阻和降低损耗电阻入手。 [思考] 为什么手机天线设计中提倡尽量不使用匹配电路,或匹配元件尽量少? 3.增益 根据天线增益公式: 要提高增益则应设法提高辐射效率和方向系数,但对电小天线来说,由于 ,所以提高增益的途径,主要依赖于提高天线的辐射效率。 同时由此也可以看出,在电小天线中,提高增益和提高辐射效率是等效的。在手机天线中,有时也使用总辐射功率(TRP)的概念,即天线的总辐射功率,可以通过 天线在空间各方向上的增益求积分得到。电小天线中的增益(G)、辐射效率() 和总辐射功率(TRP)是三个相互关联的概念,当其中一个性能得到改善时,另外两个性能也随之改善。 4.输入阻抗 天线输入阻抗定义为天线输入端的电压和电流之比。的有功和无功分量分

天线功能与工作原理

天线功能与工作原理 一、天线功能与工作原理 (3) 二、天线的分类 (6) 三、性能指标与检测方法 (9) 四、天线结构和质量保证 (14) 五、天线选型原则 (20) 一、天线功能与工作原理用来进行无线通讯的手机和基站,在空中是通过无线电波来传递信息的,需要有无线电波的辐射和接收。在无线电技术设备中,用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。天线的功能首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的装置并不一定都能用来作为天线,任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间辐射电磁波,或者从周围空间接收电磁波,但是并非任何高频电路都能用作天线,因为辐射或接收效率有高有低,为了有效地辐射或接收电磁波,天线的结构形式应该满足一定的要求。例如,像平行双导线传输线这样的封闭结构就不能用作天线,因为双导线传输线在周围空间

激发的电磁场很微弱,终端开路的平行双导线传输线上的电流呈驻波分布。在两根互相平行的导线上,电流方向相反,线间距离远小于波长,所激发的电磁场在两线外部大部分空间中,由于相位相反而相互抵消。如果把两根导线的末端逐渐张开,辐射就会逐渐增强,当两根线完全张开时,张开的两臂短于半波长,上面电流的方向相同,在周围空中激发的电磁场在某些方向由于相位关系而互相抵消,在大部分方向则互相叠加,或者部分叠加、部分抵消,使辐射显著增强,这样的结构称为开放式结构,由末端开路的平行双导线传输线张开而成的天线,就是通常的对称振子天线。作为基站天线,常常要求天线在水平面内向所有方向(一圈360o)均匀地辐射(或对所有方向具有同等的接收能力),具有这种特性的天线,叫做全向天线。而对某些基站天线,只要求能覆盖含有一定角度的一个扇区,这种天线叫做定向天线,对这种天线要求只向待定的扇形区域辐射(或只接收来自特定扇形区域的无线电波),在其它方向不辐射或辐射很弱(不能接收或接收能力很弱)。也就是说,要求天线具有所谓方向性。如果天线没有方向性,无线电波呈球形向外均匀辐射,即所谓无方向性天线。此时,对发射天线来说,所辐射的功率中只有很少一部分到达所需要的方向,大部分功率浪费在不需要的方向上;对接收天线来说,在接收到所需要的信号同时,还接收到来自其它方向的干扰和噪声,甚至使信号完全淹没在干扰和噪音中。因此,一副好的天线,在有效的辐射或接收无线电波的同时,还应该具有完

手机天线的工作原理

无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。 天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。 内、外置天线比较 目前手机天线主要就内置及外置天线两种,内置天线客观上必然比外置天线弱。天线的架设都是尽量远离地面和建筑物的,天线接近参考地的时候,大部分能量将集中在天线和参考地之间,而无法顺利发射,所以天线发射,需要一个“尽量开放”的空间。而手机电路版就是手机天线的参考地,让天线远离手机其他电路,是提高手机天线发射效率的关键。 但受到实际环境限制以及大家追求携带方便的要求,手机的设计就必须在电气方面做出妥协。实际上,所有的GSM手机的接收发送电路的增益都是是可以根据环境变化而自动调节的,能通过合理的参数设定,会自动补偿有关的损失。所以,就手机整体而言,在信号比较好情况下,内天线和外天线并不能看出差别。 差别是有的,在信号很弱的情况,外天线尤其是长天线的信号死点门限将高于内天线,也就是理论上内天线手机比较容易在弱信号环境丢失信号。 手机天线的制造生产 手机外置天线,我们接触比较多,大概可以知道制造的程序及材质。对于手机内置天线。这类天线主要都在手机内部,手机外观上看不到里面的东西。其实包括NOKIA,索爱等知名品牌手机里面的天线主要都是FPC材质制造的FPC手机内置天线。FPC即柔性线路板,手机内置天线设计出来,使用FPC制作,贴在手机壳内侧,用支架和顶针与其他部件相联。 辐射问题,天线效率的下降必须以大的发射功率补偿,相同条件下内天线的辐射会比外天线大。但人体实际受到的辐射和整机结构有关,内天线手机也可以通过合理安排天线位置,抵消辐射对人体的影响。 辐射问题 手机的辐射主要是手机的天线发射模块带来的,手机的天线做得十分粗大,它的作用就是为了减小发射的阻力。 可以说手机天线是手机的辐射源,而把所谓的防磁贴贴在听音器上面也是不行的,因为这样会改变天线周围的磁场,使得天线的信号发生变化,使得通话不能正常进行。 多数设计公司将手机天线设计外发,当然大牌公司自己有天线设计团队。 因为较大的天线测试投资和天线设计高手同时具备的公司不多。无论如何,

无线网络WIFI天线原理

无线网络WIFI天线原理 1 天线 1.1 天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。 *电磁波的辐射 导线上有交变电流流动时,就可以发生电磁波的辐射,辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图1.1 a 所示,若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱;将两导线张开,如图1.1 b 所示,电场就散播在周围空间,因而辐射增强。必须指出,当导线的长度L 远小于波长λ 时,辐射很微弱;导线的长度L 增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射。

1.2 对称振子 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线,单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源,也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子,称半波对称振子, 见图1.2 a 。另外,还有一种异型半波对称振子,可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框,并把全波对称振子的两个端点相叠,这个窄长的矩形框称为折合振子,注意,折合振子的长度也是为二分之一波长,故称为半波折合振子, 见图1.2 b。

天线基本原理

第一讲天线基本原理 一、天线的基本概念 1.天线的作用 在任何无线电通信设备中,总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。 天线的作用就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道,或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。 2.天线问题的实质 从电磁场理论出发,天线问题实质上就是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。空间任何一点的电磁场满足电磁场方程——麦克斯韦方程及其边界条件。因此,天线问题是时变电磁场问题的一种特殊形式。 从信号系统的角度出发,天线问题可以理解为考察由一个电磁波激励源产生的电磁响应特性。从通信系统的角度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的无线电信号强度满足通道传输方程和多径衰落特性。 3.对天线结构的概念理解 采用不同的模型,对天线可以有不同的理解。典型的模型比如: ●开放的电容 [思考] 野外电台或电视发射塔,无线电视或电台接收机,为什么能构成一个天线,其电流回路在什么地方? ●开放的传输线 从传输线理论理解,天线可以看做是将终端开路的传输线终端掰开。 ●TM mn型波导 将天线辐射看做是在4π空间管道中传输的波导,则对应的传输波型是TM型波,但在传输过程中不断遇到波导的不连续性,因此不断激励高次模。

由电磁波源和电磁波传输媒质形成电磁波传输的机构 波的形成都需要波源和传输媒质。在一盆水中形成机械波纹,可以使用点激励源产生波,并在水面上传播。波的传播特性只与媒质特性有关而与波源无关。将一个肉包子扔出去,这个肉包子可能产生不同的结果,或者被狗吃了,或者掉在什么地方了,都与扔包子的人不再有任何关系。而对天线来说,馈点的激励源就是这种波源,天线导体和外界空间就是传输媒质。不过电磁波的传输媒质可以是真空。 [思考] 电磁波具有波粒二象性。频率越低,波动性越强;频率越高,粒子性越强。所以光波主要表现出粒子性,而长波表现出波动性。射频电磁波就是介于这二者之间的一种电磁波,它既有显著的波动性,又有显著的粒子性。只要认清这一点,许多问题就会变得易于理解。认清事物的本质规律我们才能很好地利用它,我们不能把一头驴当马使,否则就会出现许多荒唐的错误。有人认为射频很复杂,有人认为很简单,就是这个道理。 [哲学启示] 电磁波由于看不见,摸不着,所以在很多人看来它很抽象。但考虑到世界是普遍联系的,尽管不同的事物也有许多不相同点,但找到它们之间的联系,就能获得认识抽象事物的“火眼金睛”。 二、电磁场基本方程 1.麦克斯韦方程 (电生磁。若电场变化,则磁场随之变化) (磁生电。若磁场变化,则电场随之变化) (磁力线是无始无终的封闭闭合曲线) (电力线出发和终止于自由电荷) 麦克斯韦方程的物理含义:变化的电场可以产生磁场,变化的磁场可以产生电场,这是电磁波可以脱离辐射体在空间存在的物理基础。 [思考] 自然界存在一些有趣的现象,尽管机理与电磁波不完全一致,但是其过程却可以帮助我们加深对我们问题的理解。请大家考虑一下,孩童吹肥皂泡时,肥皂泡能够

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