第八章 天线 8.1 8.2

哈工大天线原理马汉炎习题答案第一章1-1试用对偶原理，由电基本振子场强式（1-5）和式（1-7），写出磁基本振子的场表示式。

对偶原理的对应关系为：Ee——HmHe——-EmJ——Jmρ——ρmμ——εε——μ另外，由于，所以有k——k式（1-5）为式（1-7）为因此，式（1-5）的对偶式为式（1-7）的对偶式为结合Imdl=jωμ0IS有磁基本振子的场表示式为：可以就此结束，也可以继续整理为1-3若已知电基本振子辐射电场强度大小，天线辐射功率可按穿过以源为球心处于远区的封闭球面的功率密度的总和计算，即，为面积元。

试计算该电基本振子的辐射功率和辐射电阻。

【解】首先求辐射功率辐射电阻为注意：此题应用到了1-5若已知电基本振子辐射场公式，试利用方向性系数的定义求其方向性系数。

【解】方向性系数的定义为：在相同辐射功率、相同距离条件下，天线在某辐射方向上的功率密度Smax（或场强Emax的平方），与无方向性天线在该方向上的功率密度S0（或场强E0的平方）之比。

首先求辐射功率令该辐射功率为其中E0是无方向性天线的辐射场强。

因此，可以求得所以方向性系数1-6设小电流环电流为I，环面积S。

求小电流环天线的辐射功率和辐射电阻表示式。

若1m长导线绕成小圆环，波源频率为1MHz，求其辐射电阻值。

电小环的辐射场幅度为：首先求辐射功率辐射电阻为当圆环周长为1m时，其面积为，波源频率为1MHz时，波长为λ=300m。

所以，辐射电阻为RΣ=2.4×10-8Ω。

1-7试证明电基本振子远区辐射场幅值Eθ与辐射功率PΣ之间的关系为【证明】电基本振子远区辐射场幅值根据题目1-3可知电基本振子辐射功率为，所以代入到Eθ表达式中可以得到：所以有：1-9试求证方向性系数的另一种定义：在最大辐射方向上远区同一点具有相同电场强度的条件下，无方向天线的辐射功率比有方向性天线辐射功率增大的倍数，记为【证明】方向性系数的定义为：相同辐射功率、相同距离条件下，天线在某辐射方向上的功率密度Smax（或场强Emax的平方），与无方向性天线在该方向上的功率密度S0（或场强E0的平方）之比。

第一章TDD的概念 (1)1.1TDD的概念 (1)1.2TDD噪音的组成 (2)第二章TDD噪音的表现形式 (2)2.1TDD noise的表现形式 (2)第三章TDD噪音的产生原理 (2)3.1TDD噪音的主要产生途径 (2)3.3.22TDD噪音产生原因---天线辐射 (2)3.3.33TDD噪音产生原因---PA突发工作时带动电源产生的干扰 (2)第四章TDD噪音的测试条件 (3)4.1测试条件 (3)第五章TDD噪音的问题定位 (3)5.1天线。

(3)5.2射频： (3)5.3MIC: (3)5.4电源： (4)5.5元器件本身质量不好； (4)第六章TDD噪音的解决对策 (4)6.1对于一些辐射的处理思路 (4)6.2对于其他干扰的处理思路 (4)6.2.1加电容构建RC振荡电路使其达到谐振点 (4)6.2.2加电感磁珠 (5)6.2.3串电阻 (5)6.2.4降低功率的方法通过更改META工具校准的功率值 (5)6.2.55更改PA电源滤波尝试用LDO给音频PA供电 (5)6.2.第七章TDD噪音的预防 (6)第八章一些项目案例 (6)8.8.111项目 (6)8.22项目 (7)8.33项目 (8)8.44项目 (8)8.8.555项目 (9)8.66项目 (9)第一章TDD的概念1.1TDD的概念由于GSM在每个间隔200KHz频道上共用8个物理信道,即在同一个频率上进行8个用户的时分复用,(好象也可以理解成为时分多址TDMA),因此对于每个用户的手机来说,只有1/8的时间在通话,而其余7/8的时间空闲,它重复出现的频率大概是216.7Hz.1.2TDD噪音的组成手机射频功放每隔4.6毫秒会有一个发射信号产生在该信号中包含900MHz/1800MHz或是1900MHz的2.0G GSM信号以及PA的包络线(envelope),第二章TDD噪音的表现形式我们所听到的嗡嗡声就是PA在发射时产生的的包络线(envelope)杂音,因为人的耳朵的听觉频率范围为20Hz~20KHz,216.8Hz确实是落在人耳可听到的范围,如果手机来电或短信,则在座机话筒中会听到"哼哼"或’嗡嗡’的声音.2.1TDD noise的表现形式常见的主观现象有以下几种：①.在进行语音通话过程中，听筒或喇叭一直能听到明显的嗡嗡电流音②.在进行语音通话过程中，对方一直能听到明显的嗡嗡电流音③.来电时，来电铃音刚响起的瞬间，出现吱吱吱的噪音，随后噪音又消失④.来电时，接通电话的瞬间，听筒里出现吱吱吱的噪音，随后噪音又消失⑤.通话过程中，在有些信号差的区域，突然出现嗡嗡电流音，信号变好后消失第三章TDD噪音的产生原理3.1TDD噪音的主要产生途径传播方式有两种传播方式：传导和辐射传播途径引入音频信号的主要三个途径：地，电源，射频信号。

第 8 章 电波传播
引入衰减因子W后， 则实际传播电道接收点场强为
| E || Emax | W
60PT GT W r
(8.2-13)
相应最大辐射方向上的能流密度pmax和接收功率PA分别为
pmax

PT GT
4π
W2
(8.2-14)
第 8 章 电波传播
PA



4πr
2 w2 PT GT GA
第 8 章 电波传播
在传播距离、 工作频率、 发射天线和发射功率相同的 情况下， 接收点的实际场强|E|和自由空间场强|Emax|之比定 义为该电道的衰减因子W， 即
def
W
E
Emax
(8.2-11)
第 8 章 电波传播
若用dB表示，则W为 W 20 lg E dB Emax
(8.2-12)
第 8 章 电波传播
图8.1-2 地面波传播
第 8 章 电波传播
2. 天波传播(Ionosphere Radio Wave Propagation) 电波自发射天线向天空辐射， 经过空中电离层的 反射或折射后返回地面的无线电波叫天波。 经由这种 方式到达接收点的通信方式称做天波传播， 如图8.1-3 所示。
的模值
时， 可假设透入地层内
部的电波仍是一均匀平面波， 沿法线方向垂直向下传
播， 其场分量具有下述关系：
E2x
0 c
H2y
(8.3-7)
第 8 章 电波传播
式(8.3-7)中忽略了E2z，不过由下面的分析可知， |E2z| ＜＜|E2x|，故该假设是合理的。 将式(8.3-6)的第一个和第三 个等式代入式(8.3-7)中， 可得

《天线理论与技术》教学大纲Antenna Theory and Technology第一部分大纲说明1. 课程代码：2. 课程性质：专业学位课3. 学时/学分：40/34. 课程目标：通过这门课的学习，使学生掌握天线的基础知识、常用天线的结构及分析方法。

配合相关软件的学习，最终使学生达到能够独立完成常用及新型天线的设计及改进方法。

5. 教学方式：课堂讲授、分组实验、分组专题报告与课堂讨论相结合6. 考核方式：考试7. 先修课程：电磁场与波、高频电子电路8. 本课程的学时分配表9. 教材及教学参考资料：（一）教材：宋铮，天线与电波传播，西安：西安电子科技大学出版社，2003年版（二）教学参考资料：1、John D. Kraus，天线（第三版），北京：电子工业出版社，2008年版2、Law & Kelton，Electromagnetics with Application ，北京：清华大学出版社，2001年版3、Warren L. Stutaman，天线理论与设计，北京：人民邮电出版社，2006年版4、卢万铮，天线理论与技术，西安：西安电子科技大学出版社，2004年版5、李莉，天线与电波传播，北京：科学出版社，2009年版第二部分教学内容和教学要求本课程讲授天线的基本理论和设计方法，主要内容有：天线的基本知识、常用天线的结构和分析方法、天线仿真与设计的常用软件、常用天线及新型天线的设计和改进方法。

第一章时变电磁场教学内容：1.1 麦克斯韦方程1.2 时变电磁场的边界条件1.3 波动方程与位函数1.4 位函数求解1.5 时变电磁场的唯一性定理1.6 时变电磁场的能量及功率1.7 正弦时变电磁场1.8 正弦时变电磁场中的平均能量与功率教学要求：本章是本课程的基础内容，讲授过程中注意和后续章节具体天线的分析和设计的结合。

教学建议：1.重点是麦克斯韦方程和时变电磁场的边界条件的分析方法。

2.讲授过程中注重讲授和后续章节内容的联系。