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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。
6.5 天线的基本参数自强●弘毅●求是●拓新（1）天线的基本参数电偶极子、小电流圆环和半波振子天线辐射场具有共 同的基本特性。
对于一般的天线，无论其结构如何复 杂，它们都有与电偶极子相类似的辐射场结构，即：电偶 极子E ˆ1 0 2 0I0L1 sin jexp jkr r任意 天线＝ 极化·幅度·电流·结构·距离·方向性·相位（1）天线的基本参数其中 极化因子：表示天线辐射场的偏振方向 幅度因子：表示辐射场的常数因子 电流：为馈电点的电流幅度，与发射功率相联系 结构因子：天线体空间几何结构 距离因子：是指天线相位中心点到场点的距离， 表征球面波能量的扩散 方向因子：表示天线辐射场的空间分布的特性 相位因子：表示天线与场点之间的相位差（2）天线的方向性函数天线在空间辐射电磁波具有方向特性，在某些方向上辐射能力强，而在另外一些方向上，辐射能力弱。
利用天线的这一特点实现电磁波信号的定向传输。
天线的方向性函数D 定义为：单位立体角辐射功率与单位立体角平均辐射功率之比。
PdP4πdΩdP S ( , )r 2 d d sin dd（2）天线的方向性函数D , dP PdΩ 4π4πS , r 2 S , r 2sindd4πF 2 , F 2 , sinddF 2 , ss归一化的方向性图表征天线在空间不同方向上辐射电磁能量强弱程度方向性系数F4π2 , sindds方向性系数是天线在空间辐射电磁波能量最强的方向在单 位立体角所辐射电磁波能量与单位立体角平均辐射电磁波 能量之比 .（3）天线的增益函数对理想天线，输入功率也等于天线的辐射功率。
但在实际工程应用上，输入能量并不完全被天线辐射出去，真正用于电磁波辐射的能量是输入功率的一部分。
如果天线的效率为 ，天线辐射的功率为 P Pin ，天线的增益函数G定义为G , dP Pind 4π D , F2 , Pin是输入功率D P dP / d Pin P / 4（3）天线的增益函数天线输入功率不完全被辐射的主要原因有：① 天线阻抗与发射机不匹配，导致电磁波被反射回 发射机； ② 部分变为天线近场的电磁能量； ③ 部分被天线体的非理想导体而热耗散；P辐射电磁波总功率 Pin 发射机输入总功率 （4）波束宽度波束宽度天线的方向性图呈现许多 花瓣形状，一般由主波束和 若干个副波束组成。
天线和微波技术中的天线类型介绍天线是通信领域中广泛使用的一种设备，用于收发无线电波信号。
在微波技术中，天线的类型多种多样，每一种天线都有其独特的优点和适用场景。
本文将介绍几种常见的天线类型，在简要介绍其原理和特点的同时，还将探讨其在不同的应用领域中的应用。
一、偶极天线偶极天线是最基本和最常用的天线类型之一。
其结构简单，通常由一对互相对称的导体构成。
偶极天线主要用于接收和发射无线电波，其工作频率范围广泛，从几千赫兹到数百吉赫兹不等。
偶极天线的优点是易于制造，而且天线本身不需要进行特殊的解耦设计。
这使得它成为了无线通信和广播领域的理想选择。
二、方向性天线方向性天线是一种具有明确辐射方向的天线类型。
它主要通过限制天线在特定方向上的辐射能量，以便更好地集中信号。
方向性天线常用于无线通信系统中，用于增加信号传输的距离和强度。
基于不同的设计原理，方向性天线可以分为常见的两种类型：定向天线和定向性天线。
定向天线通过定向辐射辐射能量，以便将信号集中在特定区域内。
而定向性天线则可以通过电子调谐和信号处理技术，自动跟踪信号源的方向。
三、扩束天线扩束天线是一种通过集中信号辐射以提高天线增益的天线类型。
它主要通过在发射和接收器之间添加反射器和透镜等装置来实现辐束。
扩束天线的应用非常广泛，例如在雷达系统中用于提高目标探测和跟踪的准确性，或者在卫星通信系统中用于增加信号传输的距离和质量。
四、天线阵列天线阵列是由多个天线单元组成的天线系统。
它通过联合操作单个天线单元，以实现更大的增益、更高的信噪比和更好的指向性。
天线阵列的设计复杂度相对较高，但是其在无线通信、雷达、卫星通信和航空导航等领域中的应用价值巨大。
五、微带天线微带天线是一种以微带线和介质基片作为支撑结构的天线。
其结构紧凑、制造成本低廉，被广泛应用于卫星通信、无线电频段标签系统和手机通信等领域。
微带天线具有宽带性能、较好的辐射特性和方便的制造工艺，是当今天线设计的热点研究领域之一。
元天线的方向图
天线上的电流分布
偶极子天线
地面对天线方向图的影响应用
关于近场与远场距天线距离的近似划分。
电偶极子的物理模型为一个小尺寸均匀
以
振荡电流是产生辐射的源，辐射的强弱天线上电流分布的情况对天线辐射的方用一最简单的元天线为例，来求它的方
元天线产生于远区的电场强度为元天线产生于远区的磁场强度为
E面方向图
H面方向图
仿真频率为
偶极子长度取λ／偶极子直径为λ／激励电流为
E
H
立体方向图
计算实际天线的辐射场时，是将天线分在求天线辐射场时，应先知道天线上的
严格求解天线上的电流分布是一个复杂工程上则采用近似方法。
对于结构简单
对于在中点馈电的对称天线可以看成是
可以看成是由一段末端对称天线是最通用的天
天线一端馈电，另一端开路，线上电流代入元天线远区电场公式
用
代入上式
沿天线长度积分求得
将此式积分后取绝对值，可得远区电场式中
当
方向图函数
E
H
仿真频率为
振子直径为λ／激励电流为
E
H
立体方向图
天线和天线像构成一个二元天线阵，对
正像时的阵因子为负像时的阵因子为
射频识别(RFID)系统
侧射式四元半波天线阵
考虑地面影响的侧射式四元半波天线阵H。
偶极子天线结构
偶极子天线是一种常见的天线结构，由两个相互平行的导体构成。
它通常由金属材料制成，如铜、铝等。
偶极子天线的导体长度通常为
半波长或四分之一波长。
偶极子天线的结构简单且易于制造。
它的导体被垂直固定在支撑
结构上，使其与地面平行。
两个导体之间的距离通常为导体长度的一半。
当偶极子天线与电源相连时，电流从一个导体流入、从另一个导
体流出。
这种电流的流动产生了辐射，形成了电磁波。
由于其结构的
对称性，偶极子天线辐射的电磁波主要集中在其垂直于导体的平面上。
偶极子天线被广泛应用于无线通信领域。
它可以用于发送和接收
无线信号，如电视、无线电、手机通信等。
由于其辐射模式的特点，
偶极子天线通常具有较好的方向性。
值得注意的是，偶极子天线的性能受到其长度、形状和材料的影响。
设计者需要根据具体应用的需求选择适当的导体长度和形状。
此外，天线的安装位置和周围环境也会对其性能产生影响。
总之，偶极子天线是一种常见且广泛应用的天线结构，其简单的
结构和良好的方向性使其成为无线通信领域中常用的天线之一。
天线中应用电偶极子的原理1. 介绍天线是无线通信系统中非常重要的组成部分，能够将电信号转换成电磁波进行信号传输。
在天线的设计中，电偶极子是最为常见和基本的一种结构。
本文将介绍天线中应用电偶极子的原理和工作机制。
2. 电偶极子的定义电偶极子是一个具有两个等大反向电荷的狭长物体。
它在交流电信号作用下会发射电磁波，同时也能够接收电磁波并转换成电信号。
由于电偶极子结构简单、易制作、高效率，因此在天线设计中得到了广泛的应用。
3. 电偶极子的工作原理电偶极子的工作原理基于规律：在电偶极子两个极性反向的电荷间，当外界电场或者磁场的作用力使得电荷分离时，电偶极子就会发射或者接收电磁波。
3.1 发射模式当电偶极子受到交流电信号的激励时，两个极性相反的电荷会随着电场的变化而发生振荡，产生交变电流。
这种电流在电偶极子上会产生电磁辐射，并以电磁波的形式向外传播。
在发射模式下，电偶极子可以看作是一个电流源。
3.2 接收模式在接收模式下，电偶极子通过感应电磁波的电场或者磁场来产生感应电流。
这种感应电流会被天线中的电路接收并转换为电信号。
因此，电偶极子也可以看作是一个接收电磁波的天线。
4. 电偶极子的特点电偶极子在天线设计中有许多优点，使得它成为一种经常使用的天线结构。
4.1 宽频段电偶极子可以通过调整长度，使其在较宽的频段内工作。
这是因为电偶极子的长度与工作频率有关联，频率越高需要更短的电偶极子。
4.2 简单结构电偶极子的结构相对简单，由两个等大反向电荷组成。
这种简单的结构使得电偶极子制作成本低廉，容易加工和安装。
4.3 方向图特性电偶极子在天线辐射和接收方向上具有不同的特性。
通过适当设计，可以实现不同的辐射方向图和接收特性，以满足不同的应用需求。
4.4 高效率由于电偶极子与空气接触面积相对较小，辐射和导致损耗的电流也相对较小。
因此，电偶极子具有较高的能量转换效率。
5. 应用电偶极子广泛应用于各种无线通信系统和应用中，例如：•无线电广播和电视天线•蜂窝通信基站天线•WLAN和蓝牙设备天线•射频识别（RFID）系统天线6. 结论电偶极子作为天线设计的一种基本结构，具有简单、高效、宽频段等特点，被广泛应用于无线通信系统中。
天线设计中的基础知识无线通信在现代社会中已经成为了不可或缺的一部分，而天线则是无线通信的核心技术。
天线设计的好坏直接影响着无线通信的质量和稳定性。
本文将介绍天线设计中的基础知识。
一、天线的类型天线的类型很多，不同的天线适用于不同的场合和需求。
根据天线的结构和原理，可以将天线分为以下几类。
1.偶极子天线：偶极子天线是最常见的一种天线，它主要用于无线电通信中，广泛应用于电视天线、拉杆天线等。
2.单极天线：单极天线和偶极子天线极为相似，也称为垂直天线，通常用于低频通信。
3.反射天线：反射天线是一种折射天线，在无线电通信网络中广泛应用，最常见的形式是发射塔、电视塔等类型。
4.全向天线：全向天线适用于需要进行全方位通信的场合，比如无线通信基站。
5.定向天线：定向天线是一种方向性天线，能够集中把无线信号发射到某一方向上，适用于需要进行定向通信的场合。
二、天线的性能指标在天线设计中，要考虑的因素较多，其主要性能指标包括以下几点。
1.增益：天线增益是指天线在某个方向上的信号强度与无指向性原点的同一方向上的信号强度之比。
增益值越大，这个方向上的信号捕捉效果就越好。
2.方向性：天线的方向性指天线在某一个方向上集中发射或接收信号的能力。
3.波束宽度：波束宽度是指天线集中发射或接收信号的范围大小，一般用立体角表示。
波束宽度越小，天线方向性越强。
4.驻波比：当天线在工作频段内的传输中遇到其它阻抗时，会引起信号的反射和干扰，这个指标就是反射能量和传输能量之间的比值，通常用于评价天线性能的优劣。
三、天线设计流程天线的设计流程一般包括如下几个步骤。
1. 定义问题：明确天线设计的应用需求及要达成的目标，进行参数筛选和定义。
2. 选取天线类型：根据实际情况选取合适的天线类型。
3. 设计实现：根据天线类型的特点及要求，进行天线设计。
根据需求制定天线的结构参数以及驱动功率、频率范围和增益等指标，以及阻抗、匹配网络等。
4. 仿真模拟：使用仿真软件模拟天线性能，优化天线设计。
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。
