第 讲天线的馈电

微带线天线馈电原理微带线天线馈电原理微带线天线（Microstrip antenna）是一种平板式天线，由于其结构简单、易于制造和调整等优点，在卫星通信、雷达测量等领域得到了广泛应用。

而微带线天线的馈电方式也是很重要的一部分，下面就简单介绍一下微带线天线馈电的原理。

一、微带线天线结构微带线天线由两个主要部分构成：天线贴片和微带线馈线。

天线贴片是由介电材料和金属构成的，其形状和尺寸会对天线的辐射特性产生非常大的影响。

通常情况下，天线贴片的形状是圆形、方形或矩形的。

介电材料通常是PTFE或FR-4等。

微带线馈线是从天线贴片到源或负载之间的导体。

它是由铜箔覆盖在介电基板上，并用印刷电路技术制造而成。

微带线馈线使用也会影响到天线的辐射特性，所以具体的天线设计需要考虑到天线贴片和微带线馈线之间的相互影响。

二、微带线天线的馈电原理通常情况下，微带线天线的馈电方式有两种，一种是通过COAX和微带线过渡来实现馈电的；一种是直接在贴片上开孔，将馈线与贴片相连。

微带线天线的馈电原理可以通过微波模型进行模拟和理解。

在微波模型中，天线贴片是电容，微带线馈线是电感，通过调节它们之间的物理尺寸和位置，可以得到天线的输入阻抗等有关参数。

对于微带线天线来说，其馈电原理主要基于其在等效电路中的表现，即通过开孔或者过渡来实现本质上的电容与电感耦合，从而将微带线的能量转化成为微带线天线所需的电场和磁场，并产生全向或定向的辐射。

三、微带线天线馈电方式的特点1. 传输效率高：与传统天线相比，微带线天线利用电阻较小的铜箔、介质成本较低、简单易制造的技术，使馈电方式更加可靠和传输效率高。

2. 空间利用率高：微带线天线可以利用介质板上的空间进行设计，减少空间占用，提高空间利用率。

3. 频带宽度较宽：微带线馈线传输的电场和磁场能够交错在介质板上，从而产生多种共振模式，实现频段宽带的涵盖，提高天线的频带宽度。

总之，微带线天线馈电方式是微带线天线的重要组成部分，其具有优秀的传输效率、高空间利用率和较宽的频带宽度，能够为无线通信、雷达测量等领域提供更好的通讯和测量技术支持。

第一章论文设计研究背景1.1微带天线的发展1.1.1天线天线是作无线电波的发射或接收用的一种金属装置(如杆、线或线的排列)。

在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。

无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。

此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。

一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。

同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。

这就是天线的互易定理。

天线的分类：①按工作性质可分为发射天线和接收天线。

②按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。

③按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线，微波天线等。

④按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。

描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频率。

天线按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。

单极和双级天线是两种最基本的一维天线。

二维天线变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片），还有喇叭状，碟状。

1.1.2微带天线微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。

早在1953年就提出了微带天线的概念，但并未引起工程界的重视。

在50年代和60年代只有一些零星的研究，真正的发展和使用是在70年代。

常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。

当贴片是一面积单元时，称它为微带天线；若贴片是一细长带条则称其为微带阵子天线。

图1所示为一基本矩形微带天线元。

长为L，宽为W2的矩形微带天线元可看作一般低阻传输线连接两个辐射缝组成。

天线馈电技术简述
天线馈电技术是指将发射机产生的电磁波能量传输给天线，或者将接收机接收到的天线感应的电磁波能量传输给接收机的技术。

以下是几种常见的天线馈电技术：
探针馈电（同轴线馈电）：这是最常用的天线馈电技术之一。

同轴电缆由一根内导体与同轴外导体组成，源电压分别接在内导体与外导体上。

同轴电缆的外导体连接到接地层，中心导体延伸到微带天线。

1/4阻抗变换段：微带天线也可以通过使用特征阻抗为Z1的四分之一波长传输线与特征阻抗为Z0的传输线匹配，以调整输入阻抗。

倒装焊：这是一种通过直接在基板材料上焊接无引脚的微型元器件而组装电路板的一种方法，无需用连接器或其他封装载体，成本更低、生产效率更高。

缝隙耦合馈电：在微带天线设计中，缝隙耦合馈电是一种常见的馈电方式。

它通过在接地板上开缝，将能量耦合到天线辐射贴片上。

缝隙的大小和形状可以影响天线的性能。

耦合线馈电：耦合线馈电是指利用耦合线的电磁耦合效应，将主传输线上的信号耦合到另一条线上，实现信号的传输或测量。

镜像馈电：镜像馈电是指利用镜像原理，将一个天线的辐射场镜像到另一个天线上，实现两个天线间的能量转移。

这种馈电方式常用于双频天线或多频天线的设计中。

在实际应用中，需要根据不同的需求和场景选择适合的天线馈电技术。

第Research Institute of Antennas & RF TechniquesSchool of Electronic & Information Engineering第8讲内容yResearch Institute of Antennas & RF Techniques8.1 引言yResearch Institute of Antennas & RF Techniques8.2 考虑阻抗匹配的馈电方法yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF Techniques8.3 巴伦yResearch Institute of Antennas & RF Techniquesu t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Research Institute of Antennas & RF Techniques 同轴馈电由于有部分电流到同轴线的外表yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesL是四分之一波长yResearch Institute of Antennas & RF Techniquesy Research Institute of Antennas & RF Techniques /4L RyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesS o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g yResearch Institute of Antennas & RF Techniques 宽带微带切割式巴伦：yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF TechniquesS o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g yResearch Institute of Antennas & RF Techniques 巴伦和变压器的结合yResearch Institute of Antennas & RF TechniquesyResearch Institute of Antennas & RF Techniques。

一、概述微带天线是目前应用非常广泛的一种天线类型，由于其结构简单、制造成本低以及适应性广泛等特点，因此受到了广泛的关注和应用。

而单点馈电圆极化微带天线作为一种特殊的微带天线，在通信领域中也有着重要的应用。

本文将介绍单点馈电圆极化微带天线的实现原理，以及其在通信领域中的应用。

二、单点馈电圆极化微带天线的基本结构单点馈电圆极化微带天线的基本结构包括：1. 圆形接地板：作为微带天线的基础结构，通常采用金属材料制作，为天线提供接地。

2. 圆环辐射体：圆环辐射体与接地板相连，负责辐射电磁波信号。

3. 电容贴片：负责天线的驻波调谐，使得天线能够在特定频段内工作。

4. 馈电点：馈电点连接天线驻波调谐电路与馈线，将信号输入到天线中。

三、单点馈电圆极化微带天线的实现原理单点馈电圆极化微带天线的实现原理主要包括以下几个方面：1. 圆极化辐射原理：单点馈电圆极化微带天线利用圆环辐射体产生圆极化的辐射场，其工作原理可以通过极化电场和极化磁场在空间中的传播来解释。

2. 驻波调谐原理：通过电容贴片对圆环辐射体进行调谐，使得天线在特定频段内呈现驻波状态，从而能够有效地辐射出电磁波信号。

3. 馈电方式：单点馈电圆极化微带天线采用单点馈电方式，将信号输入到天线中，激发天线的辐射。

四、单点馈电圆极化微带天线的应用单点馈电圆极化微带天线由于其优良的性能特点，在通信领域中得到了广泛的应用，主要包括以下方面：1. 卫星通信：单点馈电圆极化微带天线在卫星通信系统中起着重要作用，其圆极化特性使得天线能够适应卫星通信系统的要求。

2. 无线通信：在无线通信系统中，单点馈电圆极化微带天线也得到了广泛的应用，其结构简单、制造成本低，适用于各种无线通信设备。

3. 射频识别：在射频识别系统中，单点馈电圆极化微带天线也有着重要的应用，其良好的性能特点使得其能够满足射频识别系统对于天线的要求。

五、结论单点馈电圆极化微带天线作为微带天线的一种特殊类型，具有以下特点：圆极化特性明显、结构简单、制造成本低、适应性广泛等特点。

天线相位馈电原理是一种通过对天线阵列中的各个天线单元施加不同相位的激励信号，从而控制天线阵列指向性和波束形成的技术。

这种原理广泛用于雷达、通信和遥感等领域。

在相位馈电天线阵列中，每个天线单元都具有相同的幅度和频率，但具有不同的相位。

通过改变这些相位的相对值，可以控制天线阵列的指向性和波束形状。

例如，当所有天线单元的相位相同（即同相）时，天线阵列的指向性最大，波束最窄。

而当相位差别较大时，天线阵列的指向性减小，波束变宽。

相位馈电天线阵列具有许多优点。

首先，它可以实现电子扫描，即通过改变馈电相位来改变天线阵列的指向，而无需物理移动天线阵列。

其次，相位馈电天线阵列具有较高的增益和波束控制能力，可以实现较窄的主波束和较低的旁瓣电平。

第三，相位馈电天线阵列具有较强的抗干扰能力，能够抑制来自不同方向的干扰信号。

相位馈电天线阵列的实现方法有很多种，其中最常见的方法是使用移相器。

移相器是一种能够改变信号相位的电子器件，通过改变移相器的控制电压，可以改变信号的相位。

相位馈电天线阵列在雷达、通信和遥感等领域得到了广泛的应用。

在雷达领域，相位馈电天线阵列用于实现电子扫描和波束形成，提高雷达的分辨率和探测距离。

在通信领域，相位馈电天线阵列用于实现波束成形和抗干扰，提高通信质量和信道容量。

在遥感领域，相位馈电天线阵列用于实现雷达成像和合成孔径雷达成像，获取地表和海洋的高分辨率图像。

相位馈电天线阵列是一种非常有用的天线技术，具有许多优点。

随着技术的发展，相位馈电天线阵列将在越来越多的领域得到应用。

以下是相位馈电天线阵列的一些具体应用实例：1. 雷达：相位馈电天线阵列用于实现电子扫描和波束形成，提高雷达的分辨率和探测距离。

例如，AN/SPY-1雷达系统使用相位馈电天线阵列来实现电子扫描，该系统能够探测到数百公里外的目标。

2. 通信：相位馈电天线阵列用于实现波束成形和抗干扰，提高通信质量和信道容量。

例如，5G通信系统使用相位馈电天线阵列来实现波束成形，该技术能够将信号集中在用户所在的方向，从而提高通信质量和信道容量。

偶极子天线馈电原理概述及解释说明引言1.1 概述偶极子天线是一种常见的无线通信装置，广泛应用于无线电、雷达、卫星通信等领域。

它具有结构简单、易于制造和调整的优点，被广泛用作天线系统中的辐射元件。

然而，在实际应用中，为了保证偶极子天线能够正常工作并发挥最佳性能，馈电原理起着至关重要的作用。

1.2 文章结构本文主要围绕着偶极子天线的馈电原理展开讨论，旨在从基本原理到常见馈电方式以及馈电原理对天线性能的影响因素进行全面介绍。

文章共分为四个主要部分：引言、偶极子天线的基本原理、常见的偶极子天线馈电方式和馈电原理对偶极子天线性能的影响因素。

最后，在结论部分对本文进行总结，并强调偶极子天线馈电原理的重要性。

1.3 目的本文旨在解释和说明偶极子天线的馈电原理，深入揭示不同馈电方式对其性能产生的影响，并探讨如何针对这些影响因素进行优化。

通过详细讨论和分析，希望读者能够全面了解偶极子天线的馈电原理，并能在实际应用中正确选择和配置合适的馈电方式，以提高天线系统的性能和效率。

2. 偶极子天线的基本原理：2.1 基本概念：偶极子天线是一种常见的无线通信天线，由于其结构简单且具有良好的接收和发射性能，在许多领域得到广泛应用。

偶极子天线基于偶极子理论，即将电磁信号分为电场和磁场两个部分，并利用在空间中摆动产生辐射以进行信息传输。

2.2 偶极子的结构和工作原理：偶极子天线通常由一个导体材料制成，外形呈直棒状或折叠形状。

它可以通过连接导线和馈电点与其他电路相连。

当交流信号通过导体时，导体上会形成一个起伏的电势差，从而产生电场和磁场。

这些起伏的电势差产生远距离传输能力。

2.3 馈电方式及其作用机理：偶极子天线可通过不同的馈电方式进行供电。

常见的馈电方式有平行馈电方式、垂直馈电方式和正交馈电方式。

- 平行馈电方式：这种方式中，导线与偶极子平行排列并与之相连。

当交流信号通过导线时，产生的电场沿着偶极子的方向辐射出去。

这种方式适用于需要较高增益和定向性的应用。

天线常用的馈电方式
天线是无线电通信中不可或缺的重要组成部分，而馈电方式就是将信号传输到天线的一种手段。

以下是天线常用的馈电方式：
1.同轴电缆馈电：这是最常见的一种馈电方式，将信号通过同轴电缆传输到天线。

同轴电缆的优点是信号传输质量稳定，抗干扰能力强，适用于长距离传输。

但也存在一些缺点，例如成本较高，难以弯曲等。

2.平衡馈线：平衡馈线主要用于短波和超短波频段的信号传输。

平衡馈线的优点是抗干扰能力强，适用于长距离传输，但需要注意平衡馈线的长度和布局，以避免信号衰减和失真。

3.双绞线：双绞线主要用于网络通信和电脑通信中，也可用于天线馈电。

双绞线的优点是成本低，易于维护和安装，但信号传输质量不如同轴电缆和平衡馈线。

4.光纤馈电：光纤馈电主要用于高速数据传输和长距离通信中。

光纤馈电的优点是信号传输速度快，抗干扰能力强，但成本较高，需要专门的设备和技术支持。

以上是天线常用的馈电方式，选择适合的馈电方式可以提高信号传输质量和稳定性，确保通信的顺畅进行。

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天线馈电技术涉及天线系统中的电源供应和信号传输。

它主要涉及将电能和信号传输到天线以及从天线接收的信号传回到接收设备。

在天线系统中，天线需要得到电源供应，同时也需要将接收到的信号传输回接收设备。

因此，天线馈电技术通常包括以下几个方面：
1.电源供应：天线需要电源供应来工作。

这可能是直流电源或者其他形式
的电源，根据天线的类型和工作方式而定。

2.信号传输：天线不仅需要电源供应，还需要将接收到的信号传输回接收
设备。

这可能涉及信号传输线、同轴电缆、光纤或其他传输媒介。

3.天线匹配与调谐：天线馈电技术也涉及到确保天线和接收设备之间的匹
配与调谐，以便最大限度地传输信号并提供最佳性能。

4.功率损耗和信号衰减：在信号传输的过程中，可能会有功率损耗或信号
衰减。

优化馈电技术有助于最小化这些损耗，确保信号的质量和稳定性。

天线馈电技术在不同类型的天线和通信系统中都是至关重要的，它直接影响到天线系统的性能和稳定性。

因此，设计和实施良好的天线馈电技术对于保障通信系统的正常运行非常重要。