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[分享]天线的基本概念

飞机电磁兼容

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0楼发表于: 2008-10-26 20:18:11

频率范围
　　天线适用的最高及最小频率。
增益
　　增益是用来表示天线集中辐射的程度。天线在某一方向的增益定义为：在相同的输入功率下，天线在某一方向某一位置产生的电场强度的平方(E2)与无耗理想点源天线在同一方向同一位置产生的电场强度的平方(E02)的比值，通常以G表示。
G=E2/E02 (同一输入功率)
　　同样，增益也可以这样来确定：在某一方向向某一位置产生相同电场强度的条件下，无耗理想点源天线的输入功率(Pino)与天线的输入功率(Pin)的比值，即称为该天线在该点方向的增益。
G=Pino/Pin (同一电场强度)
　　通常是以天线在最大辐射方向的增益作为这一天线的增益。增益通常用分贝表示。即：
G=10logPino/Pin
　　天线增益的计算：
G=η4πS/λ2=η(π/λ)2D2
式中，S-天线口径面积(平方米)；λ-工作波长(米)；D-抛物面口径(即面口直径)(米)；η-天线效率。
方向图
　　如果反天线在各方向辐射击的强度用从原点出发的矢量长短来表示，则连接全部矢量端点所形成的包络就是天线的方向图。它显示出天线的在不同方向辐射的相对大小，这种方向图称为立体方向图。矢径的方向代表辐射的方向，矢径的长短代表辐射击的强度。方向图包含有许多波瓣，其中包含最大辐射方向的波瓣称为主瓣。其它依次称为第一副瓣，第二副瓣等。
主瓣宽度
　　定义为在方向图上增益相对于最高增益下降3分贝的宽度，单位为度(弧度)。
副瓣电平
　　副瓣的最大值相对主瓣最大值的比，称为副瓣电平，一般用分贝来表示，其定义为：
10log (副瓣最大值功率/主瓣最大值功率)
　　如：副瓣最大值与主瓣最大值相应功率之比为0.01,则副瓣电平为-20dB。
天线噪声温度
　　进入天线的噪声主要来银河系的宇宙噪声和来自大地、大气的热噪声。不同口径的天线、不同频段、不同仰角和不同环境，天线的噪声都不相同。在C波段，宇宙噪声很小，主要是大地和大气的热噪声。在Ku波段，这些噪声也随着频率而增加。同一仰角时，天线尺寸越大波束越窄，因此天线的噪声温度TA(K)越小，不过随着仰角加大，这种差别变小。而同一天线尺寸时，天线仰角Φ越大，天线的噪声温度TA(K)越低，反之Φ越小，TA越高。这是因为仰角Φ越小，信号穿过大气层厚度越大，从而气象噪声、大气噪声越强。
电压驻波比&回波损耗
　　电压驻波比用来表述端口的匹配性能的。同一性能还可用回波损耗来表述。这两个指标定义如下，
　　电压驻波比：
VSWR=(1+|r|)/(1-|r|)
r ：为发射系数=ZL-Z0/ZL+Z0
ZL为输入阻抗，Z0为理想阻抗
　　回波损耗：
RL=10log(入射功率/反射功率)
效率（η）
　　输入到天线的射频功率，由于天线系统中的热损耗、介质损耗、感应损耗(悬挂天线的设备及大地的感应损耗)而消耗一部分，因此不能全部变为电磁波辐射出去。天线效率表示天线是否有效的转换能量，是天线重要参数之一，发射天线的效率η是指真正射出去的功率Pr 与输入到天线的总功率Pin(辐射功率Pr与天线损耗功率Ps的和)之比，即：
η=Pr/Pin=Pr/(Pr+Ps)
　　上式还可以用天线输入端的辐射电阻Rro和损耗电阻Rs表示。即：
η=I×Rro/(I×Rro+ I×RS)=Rro/(Rro+ RS)
　　可见，要提高天线辐射效率，应设法提高辐射电阻，尽可能降低损耗电阻。从上面算式中很明显的看出，天线效率总是小于1。
功率容量
　　天线发射所能承受的最大射频功率，单位：瓦(W)
..

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搭建木屋

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2008-10-26

本人从事飞机电磁兼容设计、检测及仿真！

离线gyj1288

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