偶极子天线特征研究

微波偶集极子——偶极子天线特性研究原理能有效辐射或接收空间波动的装置被称为天线。

天线的种类很多，描写天线电性能的参数也很多，其中一个重要参数就是方向性。

对于不同的使用目的，对方向性的要求是不同的。

天线的方向性一般指的是辐射或接收的能量与空间坐标的关系。

通过建立边界条件解麦克斯韦方程，我们可以得有关天线辐射场的特性。

但这是一个很复杂的问题，有兴趣的同学可以参考有关天线理论的书籍。

这里我们通过实验来研究天线的指向性。

天线的形式1．对称振子：由两根同样线径、同样长度的直导线构成。

其半径为a ，线长为l 。

这种天线广泛用于各种无线通讯设备中。

2a忽略辐射引起的衰减和振子的粗细，对称振子的归一化方向函数可表示为：θθβθβθsin )()cos()cos cos()(max f l l f −=式中β是相位因子β=2π/λ。

下标max 表示是方向函数在最大方向上的最大函数值。

下面给出了臂长l 与波长λ为不同值时方向函数图形。

0.20.40.60.81.003060901201501802102402703003300.00.20.40.60.81.0图 1 l/λ=0.25时的方向函数 0.250.500.751.0003060901201501802102402703003300.000.250.500.751.00图 2 l/λ=0.5时的方向函数0.000.250.500.751.0003060901201501802102402703003300.250.500.751.00图 4 l/λ=1时的方向函数0.250.500.751.0003060901201501802102402703003300.000.250.500.751.00图 3 l/λ=0.75时的方向函数图中的0度方向为振子的垂线方向，0度指的是与波矢的夹角为0。

注意到0度时天线接收的能量是0。

这是容易理解的，因为这时振子处于同一波阵面中或是对称的，不会在振子中激起电流。

利用等效电路研究偶极子天线带外响应特性摘要：天线作为电子系统发射和接收电磁波的装置，极易与电磁脉冲发生耦合，从而干扰电子系统工作或使接收机阻塞，甚至损坏接收设备的敏感元件。

偶极子天线是一种典型的线天线，结构形式简单，应用广泛，但工作频带较窄。

当宽谱电磁脉冲入射时，输出响应包含带内响应与带外响应两部分。

近年来，诸多研究者针对线天线与电磁脉冲的响应特性进行了大量研究，如采用互易定理推导了对称振子天线的耦合长度与耦合面积、矩量法计算单极子天线在电磁脉冲辐照下时域和频域的响应特性、时域有限差分法计算偶极天线对电磁脉冲的耦合特性、时域积分法计算天线瞬态响应等。

数值计算方法可较为精确地计算得到天线的带内带外响应，然而计算过程需建立数值模型且划分网格，耗时较长且复杂。

与之相比较，等效电路分析方法方便快捷。

为此，文章围绕利用等效电路研究偶极子天线带外响应特性方面进行分析，具有重要的现实意义。

关键词：偶极子天线；等效电路；带外响应特性引言：对偶极子天线进行集总参数等效电路建模，通过实验与数值模拟对等效电路的输出响应结果进行对比分析。

研究结果表明：偶极子天线集总参数等效电路可用于分析偶极子天线带外响应问题，适用的频率范围为直流至偶极子天线的第二谐振点。

当入射电磁脉冲的频谱范围位于该频率范围内时，可采用集总参数等效电路分析计算天线的输出响应；若入射电磁脉冲频谱超出该频率范围时，则由等效电路计算得到的输出响应波形将发生明显畸变，即该等效电路将不适于研究天线的带外高频问题。

该研究结果明确了集总参数等效电路的适用频率范围，将有助于准确地应用集总参数等效电路来分析电磁脉冲与天线的响应问题。

1、微带偶极子天线的结构将工作于半波状态的对称振子天线与微带天线技术相结合。

整个天线结构分为5部分，即介质层、偶极子天线臂、微带巴伦线、微带传输线和天线馈电面。

其中，介质层的材质为相对介电常数εr=4.4的环氧树脂玻璃纤维板(FＲ4)，采用双面敷铜，构成偶极子天线的两臂、微带馈线和微带巴伦。

cos2k
l
j
sh2kl
ch2
a
l
c
os
2k
l
RA jX A
3.3 偶极子天线
3.3 偶极子天线
在偶极子天线长度确定的情况下，随着频率的变化， 方向图或最大辐射方向会改变，副瓣电平可能增大， 阻抗匹配将变坏等。因此，对一个特定的偶极子天线 就应该具有通频带的概念。 阻抗随频率的变化很大，因此经常以阻抗特性来定义 偶极子天线的通频带。天线输入阻抗的变化会引起天 线电压驻波比的变化，通常根据一个天线的工作条件 和要求给出一个允许的最大电压驻波比来定义天线的 通频带。
c
osk
l
c
os
s in
c
os
k
l
2dLeabharlann P1 2I
2 m
R
R
30
2
d
0
0
c
osk
l
cos
s in
c
os
k
l
2
d
3.3 偶极子天线
l , ka 0.1
R 20kl4
3.3 偶极子天线
前面求得的辐射电阻是在远区积分得到的，没有 考虑近区场。如果作一闭合面紧靠振子表面，这 时波印廷矢量沿表面的积分所得的功率应既有实 部又有虚部。实部功率产生脱离振子电流和电荷 的辐射场，虚部表示无功功率，它表示受振子电 流和电荷牵制的，并与电流和电荷形成统一体， 不能分割开的储能场。
3.3 偶极子天线
柱面上的波印廷矢量的法向分量，z方向上的积分为零
Sx
1 2
Ez
H
*
Sz
1 2
Ex H*
l 2
P 2 0 Sxaddz

２０ ０ ７年 ４月
哈
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Ｖ０ ． １２８ № ． ４
Ａｐ ． ００ ｒ２ ７
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｒｉ ｎ ｉｅ ｒ ｇＵｎｖ ｒｉ ｏ ｒ ａ ｆＨａｂｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｉｅｓｔ ｉ ｙ
有 限偶 极 子 天 线 阵 的 特 性 研 究
中 图分 类 号 ：Ｎ ２ 文 献标 识 码 ： 文 章编 号 ：０ ６７ ４ （０４） － ５ － Ｔ８ Ａ １０ ． ３ ２０ ０ ０ ２０ ０ ４ ４ ４
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｆｎ ｔ ｉ ｏ ｅ ａ ｒ ｙ ｓ ａ ｃ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ｓ ｏ ｉｅ ｄ ｐ ｌ ｒ ａ ｓ ｉ
ＹＡＮＧ ｈ ｎ ｙ ａ Ｌ ＡＯ Ｙａ — ｉ ｇ， Ｓ ｅ — ｕ ｎ， Ｉ ｎ ｐ ｎ ＭＡ ｉｚ ｕ， Ｈｕ —ｈ ＨＯＵ ｎ ｌ Ｙａ —ｉ
（ ｏ ｅｅｏ ｆ ｍ ｔ ｎａｄＣ ｍ ｕ ｉ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉ ， ａｂｎＥ ｇｎｅｉ ｎｖｒｉ ， ａｂｎ１０ ０ ， ｈ ａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｎ ｒ ａ ｏ ｎ ｏ ｍ ｎ ａ ｏ ｎｉｅｒ ｇ Ｈ ｒｉ ｎｉｅｒ ｇＵ ｉｅ ｔ Ｈ ｒｉ ５０ １Ｃ ｉ ） ｌ Ｉｏ ｉ ｃｉ ｎ ｎ ｓｙ ｎ
杨莘元 ， 艳苹 ， 廖 马惠珠 ， 侯艳 丽
（ 尔滨工程 大学 信 息与通信工程学院 ， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ １ 摘 要： 天线 阵列 的特性决定其应用范 围， 了解天线特性可以有效地 利用其优点传输 能量． 针对偶极 子天线阵 ， 分析
了阵元互耦影响和频率特性及其散射特性． 主要包括在 应用实践 和开路 电压相结合 的方 法计算 阵列 单元互耦 的影 响的情况下 ， 应用矩量法分析了终端负载 ， 散射 场和反射 系数 随着频率 变化 的特 性曲线 ， 最后给 出了阵列大小 和入 射角度 的变化对散射方 向图的影响． 结果表明 ， 对于半波长的偶极子 阵列 ， 当阵元 问距 为半波长时性能达到最佳． 关键词 ： 有限阵列 ； 互耦影响 ； 频率特性 ； 散射 图样

半波偶极子天线特点半波偶极子天线是一种常见的天线类型，具有许多特点和优点。

在这里，我将解释半波偶极子天线的特点，并结合标题中心扩展下的描述。

半波偶极子天线是一种全向天线，其辐射图案在水平方向上是均匀的圆形。

这意味着它可以在水平方向上以相等的强度发送和接收无线信号，而不受方向性的限制。

因此，半波偶极子天线非常适用于需要全向覆盖的应用，如无线通信基站和广播电台。

半波偶极子天线的频率范围广泛，可以覆盖从几十兆赫兹到几千兆赫兹的频段。

这使得它可以适应不同的通信系统和应用需求。

无论是用于移动通信、无线局域网还是卫星通信，半波偶极子天线都可以提供可靠的信号传输和接收。

半波偶极子天线具有较高的辐射效率和良好的阻抗匹配特性。

它的辐射效率是指天线将输入的电能转化为辐射能的能力。

由于其设计合理，半波偶极子天线可以有效地将电能转化为无线信号，并降低能量损耗。

同时，它的阻抗匹配特性使得天线能够有效地与发射或接收设备之间传递信号，减少信号的反射和损耗。

半波偶极子天线还具有较小的体积和重量。

相比其他天线类型，半波偶极子天线通常是由简单的金属材料制成，易于制造和安装。

这使得它在实际应用中具有较大的灵活性和便利性。

另外，由于其较小的体积和重量，半波偶极子天线也可以方便地安装在各种设备上，如移动电话、无线路由器等。

半波偶极子天线还具有一定的抗干扰能力。

由于其辐射图案的均匀性，半波偶极子天线可以减少外界干扰对信号的影响。

这在拥挤的无线环境中尤为重要，可以提高通信系统的可靠性和性能。

半波偶极子天线还具有一定的多频段工作能力。

通过合理设计和调整天线的物理结构，可以使其在不同频段上工作。

这使得半波偶极子天线可以满足多种应用需求，如多频段无线通信系统和多频段无线电广播。

半波偶极子天线具有全向性、频率范围广、辐射效率高、阻抗匹配好、体积小、重量轻、抗干扰能力强和多频段工作能力等特点。

在不同的无线通信和广播应用中，半波偶极子天线都可以发挥重要的作用，并提供稳定可靠的信号传输和接收。

l
60I z dz jkr j sin e r
I m sin k l z z 0 Iz I m sin k l z z 0
l
得：
E
0
60I m sin k l z j sin 1e jkr1 dz r1
0 l
几种典型偶极子天线上的电流分布
偶极子天线上电流分布的特点
• 振子的终端始终是电流的波节；
• 离终端/4处为电流的波腹，再经/4处为电流 波节，依次重复； • 在振子上的电流经过零值时，电流相位改变 1800；
• 振子输入端的电流值由电长度l/ 决定；
• 振子两臂相对应点的电流相等。
第二节 偶极子天线的辐射场
和方向性函数
一、偶极子天线的辐射场
在天线振子上取一小段
Z M
dz ，认为 dz 上电
流分布是均匀的，则 dz 所产生的场为：
dz 1
r1
z z
dz
0
2
r0 r2
60I z dz jkr dE j sin e r
天线在M点产生的场是无数
的场的积分：
E
代入：
l
dz 在M点产生
半波偶极子天线（ l 0.25 ）在子 午面内的方向性图
偶极子天线（l 0.625 ）在子午面 内的方向性图
各种不同长度的偶极子天线在子 午面内的方向性图
3）任何长度的偶极子天线在轴向
0 无辐射；
4）当
l l 0 .5 尖锐，且只有主瓣，主瓣垂直于振子轴；
时，随着
增大，波瓣越来越
5）当
消失； l
后，出现旁瓣；

0 .5

偶极子天线研究方法
偶极子天线是一种广泛应用于无线通信中的天线类型，其结构简单、性能稳定、易于制造，因此被广泛应用于各种通信系统中。

为了研究偶极子天线的性能和优化设计，需要采用一定的研究方法。

偶极子天线的研究方法主要包括以下几个方面：
1.理论分析：通过建立偶极子天线的电磁场模型，推导出其辐射特性、阻抗匹配等性能参数的计算公式，以及优化设计的基本原理。

2.仿真模拟：通过电磁仿真软件，如Ansys、HFSS等，对偶极子天线的电磁场进行数值模拟计算，得到其辐射特性和性能参数。

3.实验测试：通过实验测试，测量偶极子天线的辐射特性、阻抗匹配、功率传输等性能参数，验证理论分析和仿真模拟的结果，并对偶极子天线的优化设计提供实验依据。

4.优化设计：结合理论分析、仿真模拟和实验测试的结果，对偶极子天线的结构参数、材料特性等进行优化设计，以达到更好的性能指标。

在偶极子天线的研究中，理论分析、仿真模拟、实验测试和优化设计是相互补充的，需要综合运用来实现对偶极子天线的全面研究和优化设计。

- 1 -。

偶极子天线结构1. 引言天线是无线通信系统中至关重要的组成部分，它负责将电磁波从传输介质中转换为自由空间中的辐射电磁波。

偶极子天线是一种常见且重要的天线结构，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。

本文将对偶极子天线的结构、工作原理及其在通信系统中的应用进行详细介绍。

2. 偶极子天线的定义与分类偶极子天线是一种简单而有效的天线结构，它由两个相同长度但相反方向的导体杆构成。

根据导体杆的形状和排列方式，偶极子天线可以分为直立式偶极子天线和水平式偶极子天线。

直立式偶极子天线直立式偶极子天线由两根垂直于地面并互相平行的导体杆组成。

这种结构常见于基站、移动通信塔等场合。

直立式偶极子天线具有较高的辐射效率和辐射方向性，适用于远距离传输和大范围覆盖。

水平式偶极子天线水平式偶极子天线由两根水平并互相平行的导体杆组成。

这种结构常见于室内天线、车载天线等场合。

水平式偶极子天线具有较低的辐射效率和辐射方向性，适用于近距离传输和小范围覆盖。

3. 偶极子天线的工作原理偶极子天线的工作原理基于电磁波与导体之间的相互作用。

当电磁波通过导体时，会在导体表面产生感应电流。

这些感应电流会在导体上产生电场和磁场，从而形成一个辐射源。

根据安培定律和法拉第电磁感应定律，我们可以推导出偶极子天线的辐射特性。

偶极子天线可以看作是一个振荡器，其长度与频率密切相关。

当频率与偶极子天线的谐振频率匹配时，能量将被有效地传输到空间中，并形成一个辐射模式。

偶极子天线在空间中产生的辐射模式可以通过增加或减小导体杆长度来调节，从而实现对天线性能的优化。

4. 偶极子天线的特点与优势偶极子天线具有以下特点和优势：宽频带特性偶极子天线的宽频带特性使其能够适应不同频率范围内的通信需求。

通过调整导体杆的长度和直径，可以实现多频段的覆盖。

方向性辐射偶极子天线具有较高的辐射方向性，可以将信号集中在某个方向上，减少信号在其他方向上的损耗。

这对于提高通信系统的传输距离和抗干扰能力非常重要。

• 赫芝偶极子，电流元：
• 短偶极子：
• 有限长度偶极子：偶极子天线，对称振子
偶极子天线是一种经典的、迄今为止使 用最广泛的天线，单个半波偶极子可简单地 独立使用或用作为抛物面天线的馈源，也可 采用多个半波偶极子天线组成天线阵。
标准半波偶极子天线
实际偶极子天线
用于电视接收 用于宽带通信
一、偶极子天线
二、输入阻抗的求解
1. 测量得到 2. 由辐射阻抗求输入阻抗 3. 由等效传输线法求输入阻抗
由辐射阻抗求输入阻抗
振子的输入阻抗：
PA
1 2
I
2 0
Z
A
辐射功率：
P
1 2
I
2 m
Z
设振子没有损耗，则 PA P
I
2 m
Z
I
2 0
Z
A
ZA
Im I0
2 Z
设天线振子上的电流近似按正弦规律分布，则
I0 Im sin kl
流分布是均匀的，则 dz 所产生的场为：
Z
M dz 1 r1
r0
z 0 r2 z 2
dE
j
60I zdz sine jkr r
dz
天线在M点产生的场是无数 dz 在M点产生
的场的积分：
E
l j 60I zdz sine jkr l r
代入：
Iz
I m I m
sin sin
k l k l
X
30sin
2kl c
ln
1 ka
ci4kl
2 ci2kl
cos2klsi4kl 2si2kl
2si2kl
当a 0, l 时，
4 R 73.1

偶极子天线特征频率
偶极子天线是一种非常常见的天线类型，通常用于无线通信系统中。

它是一种具有双极性辐射特性的天线，可以实现水平和垂直方向的辐射。

偶极子天线的特征频率是指其工作频率范围中的一个重要频率，通常是其
最佳性能的频率。

在这个特征频率处，偶极子天线的辐射效率最高，辐射
图案最稳定。

偶极子天线的特征频率受到很多因素的影响，包括天线的尺寸、结构、工作环境等。

一般来说，偶极子天线的特征频率可以通过其长度来确定。

偶极子天线的长度通常是其所处频率的波长的一半，因此特征频率可以通
过以下公式计算：
f=c/(2*L)
其中，f为特征频率，c为光速，L为偶极子天线的长度。

在实际应用中，偶极子天线的特征频率通常是设计时考虑的一个重要
参数。

通过调整天线的尺寸和结构，可以实现在不同频率范围内的性能优化。

偶极子天线的特征频率决定了其在特定频段内的辐射特性，如增益、
方向性、波束宽度等。

另外，偶极子天线的特征频率也会影响到其在系统中的应用。

在无线
通信系统中，通常会根据系统的频段要求选择合适频率范围内的天线，以
保证系统的正常工作。

因此，了解偶极子天线的特征频率是设计和应用中
必不可少的一步。

总的来说，偶极子天线的特征频率是其在特定频率范围内最佳性能的
体现，是其设计和应用中需要关注的重要参数。

通过合理设计和选择，可
以实现偶极子天线在无线通信系统中的优异性能表现。

偶极子天线实验报告一、引言偶极子天线是一种常见的无线通信天线，广泛应用于无线电通信、雷达系统、卫星通信等领域。

本实验旨在通过实际操作，验证偶极子天线的工作原理和性能。

二、实验目的1. 了解偶极子天线的基本原理和结构；2. 掌握偶极子天线的调整方法和性能测试；3. 分析偶极子天线的辐射特性，并比较不同参数对天线性能的影响。

三、实验器材1. 偶极子天线；2. 信号源；3. 高频信号发生器；4. 示波器；5. 电源。

四、实验步骤1. 搭建实验平台：将偶极子天线固定在天线架上，并将信号源与天线连接。

调整天线的位置和方向，使其与信号源保持最佳匹配。

2. 测量天线增益：通过改变信号源的频率，测量天线在不同频率下的增益，并绘制增益-频率曲线。

3. 测量天线辐射方向图：将天线固定在水平方向上，通过旋转天线架，测量天线在不同角度下的辐射功率，并绘制辐射方向图。

4. 测量天线阻抗：将信号源与示波器连接，测量信号源输出和天线输入之间的阻抗，并计算天线的输入阻抗。

5. 调整天线参数：根据实验结果，调整天线的长度、宽度等参数，观察天线性能的变化。

五、实验结果与分析1. 实验结果：根据实验数据，绘制了天线增益-频率曲线，得出天线在特定频率范围内具有较高的增益。

实验数据还显示，天线在水平方向上具有较好的辐射特性，辐射范围较宽。

通过调整天线的参数，可以进一步优化天线性能。

2. 实验分析：偶极子天线的增益与频率有关，通常在某个特定频率下具有最大增益。

这是因为天线的长度和频率之间存在共振关系，只有在共振频率下，天线才能有效地辐射和接收电磁波。

而在共振频率附近，天线的增益会显著下降。

天线的辐射方向图描述了天线在不同方向上的辐射功率分布。

通过测量不同角度下的辐射功率，可以绘制出辐射方向图。

一般来说，偶极子天线的辐射方向图呈现出较为均匀的辐射特性，在水平方向上具有较好的辐射范围。

天线的阻抗是指天线输入端的电阻和电抗之和。

通过测量信号源输出和天线输入之间的阻抗，可以了解天线的阻抗匹配情况。

偶极子天线和单极子天线的半功率波束宽度【原创实用版】目录1.偶极子天线和单极子天线的定义与特点2.半功率波束宽度的定义及其与天线类型的关系3.偶极子天线的半功率波束宽度4.单极子天线的半功率波束宽度5.结论正文1.偶极子天线和单极子天线的定义与特点偶极子天线是一种广泛应用于无线通信领域的天线类型，其基本结构由两个对称的金属导体组成，这两个导体之间的距离为天线的半波长。

偶极子天线的特点是方向性较强，信号传输效率较高，但抗干扰能力较弱。

单极子天线是另一种常见的天线类型，其基本结构为一个垂直于地面的金属导体。

单极子天线的特点是方向性较弱，信号传输效率较低，但抗干扰能力较强。

2.半功率波束宽度的定义及其与天线类型的关系半功率波束宽度是指天线发射或接收信号时，信号强度降低到最大信号强度的一半所对应的角度范围。

半功率波束宽度是衡量天线方向性的重要参数，与天线类型的选择密切相关。

3.偶极子天线的半功率波束宽度偶极子天线的半功率波束宽度一般较小，通常在 30 度至 60 度之间。

这使得偶极子天线在通信过程中具有较强的方向性，能够有效地减少信号的反射和干扰，提高信号传输效率。

4.单极子天线的半功率波束宽度单极子天线的半功率波束宽度较大，通常在 120 度至 180 度之间。

这使得单极子天线在通信过程中具有较弱的方向性，容易受到外界干扰，但同时也具有较强的抗干扰能力。

5.结论综上所述，偶极子天线和单极子天线在半功率波束宽度方面具有显著差异。

偶极子天线具有较小的半功率波束宽度，适用于需要较强方向性的通信场景；而单极子天线具有较大的半功率波束宽度，适用于需要较强抗干扰能力的通信场景。

磁电偶极子天线原理一、引言磁电偶极子天线是一种常用的无线通信天线，其原理基于磁电偶极子的辐射特性。

本文将详细介绍磁电偶极子天线的原理和工作原理。

二、磁电偶极子天线的定义磁电偶极子天线是一种将电磁波转换为电流的设备，可以将电流转换为辐射电磁波的设备。

磁电偶极子天线常用于无线通信中，如蜂窝移动通信、无线局域网等。

三、磁电偶极子天线的结构磁电偶极子天线由两个电极和一个磁场组成。

两个电极之间通过电场连接，电极上的电流可以产生磁场。

当电流通过电极时，电极上的电场会产生磁场，从而形成一个磁电偶极子。

四、磁电偶极子天线的工作原理磁电偶极子天线的工作原理基于电磁波的辐射特性。

当电流通过电极时，电极上的电场会产生磁场。

这个磁场可以将电流转换为辐射电磁波。

辐射的电磁波可以传播到空间中，从而实现无线通信。

五、磁电偶极子天线的应用磁电偶极子天线广泛应用于无线通信领域。

例如，在蜂窝移动通信中，磁电偶极子天线被用作基站天线，用于发送和接收无线信号。

在无线局域网中，磁电偶极子天线被用作无线路由器的天线，用于传输无线信号。

六、磁电偶极子天线的特点磁电偶极子天线具有以下特点：1. 磁电偶极子天线可以实现高效的无线通信，具有较高的传输速率和较低的信号衰减。

2. 磁电偶极子天线可以实现多频段通信，适用于不同频率的无线通信系统。

3. 磁电偶极子天线具有较小的尺寸和重量，便于安装和维护。

4. 磁电偶极子天线具有较好的方向性，可以实现定向传输和接收。

七、磁电偶极子天线的发展趋势随着无线通信技术的不断发展，磁电偶极子天线也在不断创新和改进。

未来的磁电偶极子天线可能会更加小型化、高效化和智能化。

同时，磁电偶极子天线还可能应用于更多领域，如物联网、智能家居等。

八、结论磁电偶极子天线是一种常用的无线通信设备，其原理基于磁电偶极子的辐射特性。

磁电偶极子天线具有高效的无线通信能力、多频段通信、小型化和方向性等特点。

随着无线通信技术的发展，磁电偶极子天线将在未来得到更广泛的应用。

多偶极子天线研究及其应用随着无线通信技术的快速发展，天线作为传输和接收信号的关键部件，其性能对通信系统的性能有着至关重要的影响。

多偶极子天线作为一种新型天线，具有高定向性、高集成度和易于制造等优点，在无线通信领域具有广泛的应用前景。

本文将对多偶极子天线的研究及其应用进行简要介绍。

关键词：多偶极子天线、无线通信、定向性、集成度、应用前景多偶极子天线是一种由多个偶极子组成的阵列天线，具有高定向性和高集成度的优点。

与传统的偶极子天线相比，多偶极子天线通过控制每个偶极子的相位和振幅，可以实现更高效的信号传输和更灵活的波束扫描。

多偶极子天线的紧凑尺寸使其适合于高密度部署和集成到各种平台中，因此在无线通信、卫星导航、雷达探测等领域都具有广泛的应用前景。

多偶极子天线的理论分析可以从多个方面展开。

从物理原理上来说，多偶极子天线利用了电磁波的干涉和衍射原理，通过控制每个偶极子的相位和振幅来合成特定方向的辐射场。

多偶极子天线的阻抗匹配和辐射效率是影响其性能的关键因素，可以通过优化设计来提高这些参数。

制作工艺也是影响多偶极子天线性能的一个重要因素，包括材料的选取、加工精度和装配质量等。

实验研究是多偶极子天线研究的重要环节。

在实验中，我们可以通过对比不同设计方案的多偶极子天线的性能，来验证理论分析的正确性。

例如，通过对比不同相位和振幅配置下的天线辐射场分布，可以得出最优的相位和振幅配置。

另外，实验研究还可以探索多偶极子天线在不同环境和不同工作频率下的性能，为其在实际应用中的推广提供依据。

多偶极子天线在通信、卫星导航、电力传输等领域都有广泛的应用前景。

在通信领域，多偶极子天线可以用于实现高效率的信号传输和高速数据通信。

例如，在蜂窝网络中，通过使用多偶极子天线，可以实现更高效的频谱利用和更高的系统容量。

在卫星导航领域，多偶极子天线可以用于实现更精确的定位和更稳定的信号接收。

在电力传输领域，多偶极子天线可以用于实现无线电力传输，提高电力传输的效率和灵活性。

半波偶极子天线特点1.简单结构：半波偶极子天线由一个导体构成，其中中央的直线部分称为驻波馈电处，两端有一个弯曲部分形成互补的驻波端。

这种简单的结构使得制造和安装相对容易。

2.宽频带特性：半波偶极子天线具有较宽的频带特性，在设定频段范围内能够提供较好的性能。

这使得它适用于不同频率的无线通信系统，不需要频率切换或调整。

3.高辐射效率：半波偶极子天线的辐射效率较高，能够将传输的能量有效地转化为电磁波。

这种高效率的辐射使得信号传播距离更远。

4.方向性辐射特性：半波偶极子天线的辐射特性呈现出较为明显的方向性。

其主矢量辐射方向与驻波馈电处的延伸线相一致。

这种方向性使得半波偶极子天线在特定方向上具有更好的接收和发送性能。

5.低相对强度：半波偶极子天线在其驻波馈电处的电场和磁场的相对强度较低，这减少了对附近电子设备和电线的干扰。

这在家庭和工作场所的无线网络应用中尤为重要。

6.宽波束宽度：半波偶极子天线具有较宽的波束宽度，在水平和垂直方向上都能够提供较大的覆盖范围。

这使得在广播和通信领域中能够实现较好的多路径传输。

7.优良的阻抗匹配：半波偶极子天线通常与50欧姆的传输线匹配，这可以有效地减少反射和驻波现象，提高信号传输的质量。

8.广泛适用性：半波偶极子天线适用于多种应用场景，包括无线通信、网络通信、广播、电视、雷达和航空等领域。

这使得它成为了一种广泛使用的天线类型。

总之，半波偶极子天线具有结构简单、宽频带特性、高辐射效率、方向性辐射特性、低相对强度、宽波束宽度、优良的阻抗匹配和广泛适用性等特点。

这些特点使得半波偶极子天线在无线通信领域中具有重要的应用价值。

印刷偶极子天线设计及振子长度对天线特性影响的研究温州大学 愚 公2012年10月20日一、 所用仪器1、装有windows XP系统的PC一台2、HFSS10.0仿真软件二、 操作步骤1、设计变量设置求解类型为Driven Model 类型，并设置长度单位为毫米。

定义对称偶极子天线的基本参数并初始化，如下表。

2、创建印刷偶极子天线模型如图。

其中另外一个臂是通过坐标轴复制来实现的。

过程省略。

3、设置端口激励印刷偶极子天线由中心位置馈电。

4、设置辐射边界条件要在HFSS中计算分析天线的辐射场，则必须设置辐射边界条件。

这里创建一个长方体设置为辐射边界条件。

5、外加激励求解设置设计的印刷偶极子天线的中心频率在2.45G Hz，同时添加2.0G Hz ~3.0G Hz频段内的扫频设置，扫频类型为快速扫频。

三、 实验结果1、回波损耗S11回波损耗回波损耗是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射，是天线设计需要关注的参数之一。

HFSS10.0的设置方法与HSFF13有较大区别，具体步骤如下面三个图所示：其余各项结果的输出基本类似。

以下不再赘述。

图中所示是在2G Hz ~3 G Hz频段内的回波损耗，设计的印刷偶极子天线中心频率约为2.45G Hz。

2、电压驻波比VSWR电压驻波比VSWR,是指驻波的电压峰值与电压谷值之比。

由图可以看到在2.45GHz附近时，电压驻波比约为1.1，说明此处接近行波，传输特性比较理想。

3、smith圆图史密斯圆图是一种计算阻抗、反射系数等参量的简便图解方法。

采用双线性变换，将z复平面上。

实部 r=常数和虚部 x＝常数两族正交直线变化为正交圆并与：反射系数|G|=常数和虚部x＝常数套印而成。

图中所示的输入阻抗分别为实部和虚部，在中心频率 2.45GHz时，归一化输入阻抗为0.998‐j04,折合49.9‐j2，呈弱电容性。

4、输入阻抗传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。

矩量法分析偶极子天线实验报告姓名：xxx学号：xx141544114 班级：通信（通信）141偶极子天线作为一个底增益的辐射单元。

本文用MATLAB软件实现了偶极子天线的电流分布、增益、方向图等参数,对不同半径、不同长度的偶极子天线性能进行比较分析,画出结果图,最后得出结论:矩量法分析能够非常接近解析解,说明其正确性。

基于matlab实验程序function current=twopotential(l)a=0.001;wl=1;NO=20*l;u0=4*pi*1e-7;e0=8.8541e-12;omiga=2*pi*3e8/wl;omigae=i*omiga*e0;omigau=i*omiga*u0;k=2*pi/wl;N=2*NO+1;dl=l/(N+1);v=zeros(N,1);v(NO+1,1)=1;z=zeros(N);e_n=zeros(1,N);for m=1:Nfor n=1:Ntt=(2*phi_P(m,n,dl,a,wl)-phi_P(m+1,n,dl,a,wl)-phi_P(m-1,n,dl,a,wl))/o migae;z(m,n)=omigau*dl^2*phi_P(m,n,dl,a,wl)+tt;endendcurrent=inv(z)*v;current=[0;current;0];zz=-l/2:dl:l/2;plot(zz,abs(current),'linewidth',2)xlabel('z');ylabel('y')function phi=phi_P(m,n,l_n,a,wl)k=2*pi/wl;if m==nphi=log(l_n/a)/(2*pi*l_n)-k*i/(4*pi);elseR=sqrt((m-n)^2*l_n^2+a^2);phi=exp(-i*k*R)/(4*pi*R);end实验结果图示图示1 L =0.5电流分布图图示2 L=1电流分布图实验分析：由实验仿真以及参考文献中的结论得出：如果长度为0.5λ的整数倍,天线处于谐振状态,整个天线上电流分布比较接近正弦波,当天线总长度是3,5,7…奇数倍于半波长时,天线的部分辐射在法向相互抵消,但总有半波长的辐射没有抵消,因此在法向有较大辐射。