《天线》-第二章-《天线基础》-讨论贴

引用第16楼luyk24于2011-11-09 21:55发表的 Re:Re:回 楼主(hefang) 的帖子 :
菜鸟一枚 首先对hefang大牛的指点表示诚挚的感谢 很希望自己以后也能有这样的水平 大家共勉~ R
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对于天线阻抗，个人理解的就是天线的输入阻抗，它不是一个定值，是随着天线馈电点的变化而变化的。而辐射阻抗正如你所说，是一个虚拟电阻。所以从数值上看来，个人感觉两者应该是没有具体的大小关系的。
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今天翻了一下书，又问了一个高工，辐射电阻和天线的阻抗是有数值关系的，书是大学时的教材。。。。。。 n,,hE_  
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例如，假设馈线长度为半个波长，那么天线的阻抗等于平均阻抗的平方除以辐射电阻。 ;dC>$_P?  

引用第18楼yamazakigog于2011-11-10 20:36发表的 Re:Re:Re:回 楼主(hefang) 的帖子 :
今天翻了一下书，又问了一个高工，辐射电阻和天线的阻抗是有数值关系的，书是大学时的教材。。。。。。[表情]
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恩 谢谢讨论 具体的应该是这个吧 我对于这两个的理解就是下面这些 4Tn97G7  
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    输入阻抗一般包含实部和虚部部分：Zin=Rin+jXin,其中实部电阻Rin包含辐射电阻和Rr和导体损耗所产生的导体电阻R2，对于良导体，导体电阻可以忽略，此时实部电阻仅包含辐射电阻，即Rin约等于Rr,此时Zin=Rr+jXin，例如有理论分析得，对于偶极子天线，当偶极子天线的天线长度约为半个工作波长时，虚部为零，这时Zin=Rr。 V}po  
   其他的，由于输入阻抗取决于天线的结构，工作频率和周围环境，其理论分析是很困难的，工程上一般就用实验方法测量。 Ek,$XH  
[e?vqm .  
小弟菜鸟，对于这些，很多也是限于课本的理解，对于你举的例子，确实是不懂，或许是工程上的一种近似吧，受教了，非常感谢~

谢谢诸位的精彩讨论，我想第二章大家感兴趣的内容大概就是这么多了，不知哪位可以试着将我们讨论过的，有统一（或者肯定）意见的内容总结一下？ s8|Fe_  
KGNBzy~9  

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另外，需要强调一下，因为是学习小组，因此有必要要求每一位组员都在学习讨论的过程中有所贡献。因此点名： (c|Ry[$|  
.g52p+Z#  
陈豪俊 Z[G:  
我是赖皮 'Z82+uU%  
verygood .XPPd?R  
左胸膛 ' T%70)CM~  
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4位组员，请务必加入讨论。不需要有长篇大论，不需要完全理解本章内容，根据个人阅读本章内容的体会和问题加入讨论即可。 xXfFi5Eom  
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虽然我们是论坛里的虚拟小组，没有什么强制性的利害关系，但是希望每一位朋友都能对自己对他人负责。 Xot2L{EIUE  
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作为第一个小组，我个人建议尝试引入淘汰机制：如果两次专题讨论都没有任何发言，或者连续两次不提交专题报告的话，组长有权利将该组员除名（或留组不予晋级）。 1YJ@9*l  

可能是我自己没说清楚，那个其实都不算是公式，只是用等值传输线法对输入阻抗的表述。 ,O_iSohS  
通常工程上计算天线的输入阻抗有等值传输线法，感应电势法，和坡印亭矢量法。如果用坡印亭矢量法的话只能求输入电阻，不能求电抗，所以一般都是选取波腹馈点来获得准确一点的数据。等值传输线法把天线看做等值传输线，并且将天线辐射的功率看做均匀分布在天线上的欧姆损耗。 +P<#6<gR  
a?@lX>Z  
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对于均匀的传输线，Z0=sqrt（L1/C1）=120*ln(D/p) ，D是线间距，p是半径，对于天线来说，由于间距变化，比如振子或者其他各种变体，那么平均的阻抗可以用Z0在l长度上积分来求得：120*（ln（2l/p）-1），如果考虑衰减常数a和相位常数b，也就是有耗阻抗，Z就等于Z0（1-j*a/b). /6:qmh2  
/xCX. C  
:Z+Jt=;  
对了，我觉得用坡印亭矢量法表述的Rr和用等值传输线法表述的Rr应该是不大一样的，因为一个是以能量为基础，一个是以平均电流为基础。 wY3|5kbDj  
'cA(-ghY/E  
C(kL
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长度为l，特性阻抗为Z，终端开路的传输线的输入阻抗Zin=Z*cth（a+j*b）*l，设Rr是以电流腹点位参考点的辐射电阻，以此可以算出，在l为半个波长时，输入阻抗等于平均特性阻抗的平方除以辐射电阻。 1AQy8n*  
所以，在平均特性阻抗变小时，也就是半径变大时，输入阻抗也变小，并且随l/lambda的变化也变小，那么在实际工程中，对于对称天线这种类型的天线，通常采用比较粗的导体做天线来降低特性阻抗，展宽频带，因为虚部的起伏会比较小，我是这样理解的。 avW33owb@  
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-Eoq#ULvR  
另外，对于结构复杂的其他类型天线，阻抗的计算可能很复杂，甚至没办法有效和精确的计算。 * 'Bu-
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TT={>R[B  
gv,1 CK  
公式写起来很麻烦。。。。只有简化一下，语无轮次，自己也是半罐水学习中。。。见谅 dUv(Pu(.#  

期待大牛来个总结帖啊 ,&L}^Up  

首先不好意思，昨天晚上才看到这个讨论帖！对于以上的讨论，我的理解是这样的，若有偏差，请务必多多指正 or3OLBf*Q  
 x _>1x#  
                                                                                           tjwf;g}$  
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引用第20楼hefang于2011-11-10 22:17发表的 : k`'*niz  
谢谢诸位的精彩讨论，我想第二章大家感兴趣的内容大概就是这么多了，不知哪位可以试着将我们讨论过的，有统一（或者肯定）意见的内容总结一下？

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另外，需要强调一下，因为是学习小组，因此有必要要求每一位组员都在学习讨论的过程中有所贡献。因此点名：
陈豪俊 =_N
$0  
....... keQRS+9  

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9  
hefang哥，不好意思，上次报完名之后一直忙，我们实验室上网不是太方便，这几天上网较少，上来发现被点名了，首先跟大家道个歉，不好意思啊，我感到很惭愧，明天我准备好好的看看书，然后再来和大家讨论一下。惭愧惭愧...

谈谈我对天下阻抗和效率、增益等概念的理解： 2{oQ  
天线从馈线那里得到的输入功率一般是复功率=天线的损耗功率（这个是实功率）+天线的全辐射功率（复功率）。天线的全辐射功率=天线的辐射功率+j*辐射的无功功率。假设天线的全辐射功率被一个等效阻抗所“吸收”，该阻抗上流过的电流为天线上某处的电流，则称此等效阻抗为天线的辐射阻抗，该电流称之为归算电流。而天线的输入阻抗为天线的输入电压与输入电流的比值，是决定天线与馈线匹配状态的重要参数。它不仅由天线自身的形状和尺寸决定，而且与天线使用环境有关。一般假定天线是在理想环境中，既没有相邻天线，也没有引起反射的障碍物。输入电阻=归算于输入电流的损耗电阻+归算于输入电流的辐射电阻。从功率的角度来看，输入到天线的功率（对应输入阻抗）中，一部分功率被损耗（对应损耗阻抗），一部分被辐射（对应辐射阻抗）。当天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不相等（即不匹配）时，天线从馈源得到的净功率（即天线输入功率）等于馈线在连接天线处的入射功率与反射功率之差，也等于辐射功率与损耗功率之和。天线效率即是天线所辐射的总功率和天线从馈线得到的净功率之比，是衡量天线将高频电流或导波能量转换为无线电波能量的有效程度，要提高天线效率，应尽可能提高辐射电阻，降低损耗电阻。方向性表征天线辐射电磁能量的集束程度；天线效率表征天线能量转换效能（将吸收的功率转换为辐射功率的能力），二者结合（相乘）才为增益。所以在天线输入端（馈线端），如果天线输入阻抗与馈线的特性阻抗不匹配，则天线与馈线连接处反射功率增大，入射功率减小。入射到天线的功率小了，如果天线效率不变，天线辐射功率将减小。天线辐射功率和从馈线处得到的功率同时减小，但比值不变，如果此时天线的方向性也未变化，则天线增益不变。所以天线馈入端阻抗不匹配不一定影响增益。 6/"#pe^  
IQ xi@7%&  
        我觉得天线的输入阻抗是最重要的，我们一般做宽带天线，主要考察输入阻抗的带宽。如果在一定频率范围内输入阻抗基本不变，那我们就应该选择特性阻抗等于该输入阻抗的馈线，这样才能在该频率范围保证匹配，使天线得到最多的输入功率，从而使天线能辐射更多的功率。 }-9 c1&m  
X7tBpyi  
         另外我有几个问题： 1/?K/gL  
BV}sN{  
         1 还是远场条件的问题。我在做仿真的时候一般粗略估计距天线口径面大约和天线尺寸可比较的地方（比如最大天线尺寸为1米，那我认为距口径面3米的地方应该为远场，而口径面处为近场。）。在cst仿真时，可以根据结果来判断近场远场。你输入的脉冲如果在某个地方激励的电场波形与激励脉冲波形差不多，则该地方处于近场区；如果得到的某处的电场波形近似为激励源脉冲的求导，则该地方处于远场区。但这只是粗略的方法，没找到合适的远场条件公式。诚如前面某个贴子中所说，远场条件根据不同的天线会有不同的计算公式。 oP:R1<  
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Xe"%  
        2  kraus的这本天线书好多关于天线参数的定义，我觉得跟国内的一些书籍上的定义不太相同，虽然容易理解，但不太适合工程计算。比如天线有效口径、有效高度只能对于某些简单的天线能计算得到，对很多天线其实没多大用。另外我想问：波束范围（波束立体角）、波束效率这两个参数到底有什么实际作用？我们工程上做天线时候主要考虑的还是天线输入阻抗、增益、方向图、效率等参数吧 L2%D$!9  
j;-2)ZLm  
        3 再问一个低级问题：dBi的定义？ 4<f^/!9w  

dBi的定义个人觉得和dBm的定义有点类似： %_~1(Glz  
dBm是以1mw为参考； Ht@5@(W]I  
dBi是以全向天线(Isotropic antenna)的定向性为参考； P0k.\8qz  
#/\Zo &V8  
BJ5^-|  
至于为什么这么解释，大家可以从定向性的定义上考虑 K@{R?j/+  
VJ1rU mO~  
xlh<}Vtp  
c4s,T"H  
ZmJ<FF4  
M'T[L%AP  
9! yDZ<s  

引用第26楼陈豪俊于2011-11-17 11:02发表的  : '"6*C*XS  
dBi的定义个人觉得和dBm的定义有点类似： =vL >&$  
dBm是以1mw为参考； XFi9qL^  
dBi是以全向天线(Isotropic antenna)的定向性为参考；
....... fyq%-Tj  

cHnd gUW]  
小弟当时记着的是这样，dBi和dBd是相对联系较多的~ )0=H)k0  
       dBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。例如0dBd=2.15dBi r6nWrO>y  
       `b_n\pf]  
  而dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。 k40`,;}9  
   Lv#}Gm  
因为用的不多，不足之处还望指教~   "}0)~,{xB