微波与天线技术 复习重点

第一章
1天线的任务:用来辐射或接收无线电波的专用装置。去腐生肌膏
发射天线的作用:是将高频电流(或导波)能量变成电磁波能量,向规定的方向发射出去。
接收天线的作用:是将来自一定方向的无线电波能量还原为高频电流(或导波)能量,经过馈线送入接收机的输入回路。
天线的分类:按波长分:长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线;
按结构分:线天线和面天线。  线天线一般用于长、中、短波。面天线一般用于微波波段。
2、电基本振子的近场区为什么称为感应场? 远区场又称辐射场?因电基本振子可看成是由很短的传输线展开的,具有很大的容抗,电动势滞后于电流接近于90度,因而是电场滞后于磁场90度,所以又称感应场。我们把电磁波能量离开场源流向空间不再返回的现象称为辐射。因此电基本振子远区场称为辐射场。
3、天线的电参数的重要性:天线是无线电设备的重要部分,天线性能好坏将直接影响整个
系统的性能指标。因此,定量表征天线性能、功能的物理量就是天线的电参数,为选择和设计天线提供依据。   
发射天线的电参数有哪些:天线的方向性及方向性参数、天线的效率与增益系数、天线的极化特性、天线的工作频带宽度、天线的有效长度、输入阻抗。
4、方向图各参数:D为天线的方向系数、G为天线的增益、ηA为天线的效率。D用dB表示时10 lg,  G=ηAD。  通常超短波和微波天线的ηA近似为1。
5、天线的输入阻抗的定义Zin=Uo/Io   U为馈电点的高频电压。Io为该点电流。
辐射阻抗:将天线辐射的功率看成是被一个等效阻抗所吸收的功率,这个等效电阻就是辐射阻抗Zr 频带宽度:把天线的各种特性参数不超过规定变化范围的频率范围称为天线的频带宽度,简称天线宽度。窄带天线:×100%  Δf=fmax-fmin    对宽带天线:常用fmax/fmin表示。
6、S=,S称为接收天线的有效接收面积。它代表接收天线吸收外来电波的能力。因为它乘上来波的波印廷矢量就得到最大可能的接收功率。
信噪比: =·    ~, 增大增益系数或减小等效噪声温度均可提高信噪比进而改善接收质量。
7、对称振子定义:从两臂中间馈电,两臂等长的细直导线称为对称振子。
8、半波振子常用于哪些波段?都有哪些地方用?  RrDFθ)为多少?
半波振子广泛的用于短波和超短波波段,它既可以作为独立天线使用,也可以作为天线的阵元,还可用作微波波段天线的馈源。
半波振子的方向函数 F(θ)=||  ,Rr=73.1Ω  D=1.64
9、天线阵的定义:半波振子(电流元)的方向性很弱,为了提高天线的方向性,将多个独立天线按一定方向排列在一起,便组成天线阵。
方向图乘积定理:在各天线元为相似元的条件下,天线阵的方向函数是单元因子与振因子之积。
乘积定理:|f(θ,Φ)|=|f1(θ,Φ) •fa(θ,Φ)|
二元阵的振因子:fa=(1+mejΦ) ,  Φ=ζ+kdcosθ
10、均匀直线阵的定义:所谓均匀直线阵就是n个相似天线排列成一条直线,各天线元等间距d排列,而且各天线元上电流的幅度相等,相位依次等量递减ε的直线阵。
阵因子:|fa(θ)|=| | ,  Φ=kdcosθ+ε,  归一化后|fa(θ)|= ||
几种常见的直线阵:
(1)边射直线阵:最大辐射方向在垂直于阵直线方向,θm=90゜, θ= kdcosθ, ε=0 不出现栅瓣的条件d<λ
(2)原型端射直线阵:最大辐射方向在阵直线方向θm=0゜或ε=负正号kd ,Φ=kd(cosθ负正号1) 不出现栅瓣的条件 d≦λ
(3)相位扫描直线阵:直线阵相邻元电流相位差ε变化θm=arc cos()  , Φ=ε+kd(cosθ-θm) ,  ε=kdcosθm , dλ
4)强端射直线阵:压缩主瓣宽度使方向系数达到最大,缺点:增大了副瓣。θm=0゜或180゜  ε=负正号(kd+),Φ=kd(cos负正号1)负正号,    dλ
12、线天线的镜像规律:当线天线垂直于理想导电平面,对于开路单导天线,其长度为半波长奇数倍时镜像为正像,其镜像都是正像。
正、负镜像随天线架高的变化:当天线平行于理想导电平面时,任何长度的开路单导线和对称振子天线都是负像。实际天线与镜像天线构成的二元阵的阵因子。
正镜像:Fa(Δ)=cos(kHsinΔ)  负像:Fa(Δ)=sin(kHsinΔ)
第二章
1、水平架设天线的优点:(1)架设和馈电方便(2)地面电导率对水平天线方向性影响较小(3)减少干扰对接收的影响
双极天线常用于哪些波段:双极天线即水平对称阵子,又称π型天线,是应用广泛的短波天线,适用天波传播馈线H=10m臂长l=12m2H+2l=44m臂长l=22m2H+2l虚拟地震台网>选器)=64m
3笼形天线有哪些优点:改善阻抗特性,展宽工作频带,重量轻,风的阻力小,它在固定通信站中应用较多。
4、电视发射天线采用水平极化方式,采用与地面平行的水平架设方式
蝙蝠翼天线的优点:频带宽(在p=1.1时,相对带宽达20-25%)、功率容量大,架设方便。
5、(1)λ较大,H/λ值很小,会造成水平对称天线和镜像之间形成平行双线,辐射很弱。
2)地面波传播时,水平极化波衰减远大于垂直极化波鞭状天线是一种垂直极化天线。
6、鞭状天线是一种垂直极化天线D:对称阵子:h/λ>0.1=2D对称振子  h/λ<0.1=3
提高鞭状天线的效率的方法:加顶负载、加电感线圈、铺地网(地下0.2-0.5
①加顶负载:加顶使天线顶端电流不为零,这是由于加顶负载加大了垂直部分顶端对地的分布电容,使顶端不是开路点,使远区辐射场也增大了。
②加电感线圈:抵消该点以上在该点所呈现的容抗,使该点一下电流分布趋于均匀。
③铺地网:在地面以下采用向外辐射线构成的地网,改善地面电性质,降低损耗。
8螺旋鞭状天线的极化方式:垂直极化,这种天线广泛用于短波、超短波。螺旋天线与鞭状天线比较:螺旋天线损耗大,效率较低。
9宽频带直立天线:盘踞天线、套筒天线。
盘踞天线应用于:超短波、分米波。极化方式:垂直极化
套筒天线:提高一个倍频程3dB
环形天线:小环天线 2πr=0.2λ  大环天线2πr0.2λ
10引向天线的优缺点:体积小,结构简单,馈电方便,其增益可以做到十几个分贝,具有较高增益。缺点是调整和匹配较困难,工作带宽较窄。
引向天线的组成辐射器:有源振子及若干无源振子组成,有源振子的作用是提供辐射能量反射器:反射能量作用引向器:引导能量的作用。
DG的关系,极化特性如何?带宽是多少?G=ηDD 当振子水平架设时,工作于水平极化,工作带宽较宽。一流多开
11半波折合振子优点:输入阻抗大,工作带宽较宽。
12常用的两种传输线:平行双导线和同轴线,前者平衡,后者不平衡。
第三章
1、驻波天线频带窄、效率高;行波天线相反
2菱形天线广泛应用于中、远距离的短波通信,它在米波和分米波中也有。菱形天线的最大辐射方向位于通过两锐角顶点的垂直平面内,指向负载方向。
菱形天线的优缺点:结构简单、造价低、维护方便、方向性强。G=10020dB)频带宽(2~3:1
缺点:结构庞大、场地大。适合固定电台、副瓣多、电平高,η低。
3行波V型天线带宽通常达2:1,效率约为60%-80%,该天线主要辐射的是水平极化波,适用于移动电台中。
4螺旋天线的主要特征沿轴线方向有最大辐射圆极化波输入阻抗近似为纯电阻宽频带1.7:1,广泛用于米波和分米波段的圆极化天线。
第四章
1阿基米德螺旋天线:圆极化天线。优点:宽频带,圆极化,尺寸小,效率高以及嵌装等。
2对数阵子天线广泛应用于短波,超短波中,宽频带特性。
只有当工作频率的对数周期性变化时,天线性能才保持不变,把这种天线称对数周期天线。
结构特点:对称天线长度等于对称频率波长一半,交叉馈电。
电参数各有何特点:输入阻抗Zin柴油添加剂200~600MHZ,接近纯阻抗,ηA=1 G=5~12dB  D==5~12dB  极化有水平和垂直 带宽极宽10:1
第六章
1、常见的面天线有喇叭天线,抛物面天线,卡塞格伦天线。在雷达、导航、卫星通信以及射电天文和气象等天线电技术中有广泛应用。
第八章
1、长波、中波、短波、超短波的频率范围:30-300KHz300-3000KHz3MHz-30MHz30MHz-300MHz
常用的电波传播方式有三种地面波传播:电波沿着地球表面传播的方式为地面波传播。工作的频率多位于超长、长、中和短波波段采用垂直极化。天波传播:天线电波自发射天线向天空辐射,在电离层内经过连续折射,返回地面到达接收点,称为天波传播。主要适应于短波(高频)波段等电位端子箱视距传播:发射天线和接收天线限于在相互“看”得见的视线距离内的传播称为视距传播,主要传播方式主要用于米波(甚高频)至微波(超高频)波段。
2、地面波传播主要用于中长波通信,但在军用和民用的移动电台中也常用于更高频率(如超短波)。地波传播的主要优点是信号比较稳定,基本上不受气候条件的影响。地波传播多半采用垂直极化波。
3、天波传播主要适应于短波(高频)波段,优点是设备简单。缺点是频带窄(限于短波)、衰落严重,而且要跟随电离层的变化及时地变化频率。
电离层的异常变化中对电波影响最大的是:电离层、骚扰、电离层暴,造成信号质量下降,甚至中断。
短波天线传播的基本特点:
①能以较小的功率进行远距离传播  ②白天和夜晚要更换工作频率  ③传播不稳定,衰落严重
④多径效应严重  ⑤电台拥挤,干扰大
4、视距传播适合于微波波段。
在收、发天线架高一定下,实际的视距传播工程应满足的条件
1d<0.7ro,接收点处于高区  2d>1.2 r接收点处于阴区  30.7ro<d<1.2 ro 接收点处于半阴影区
5、对流层对视距传播带来的影响:电波在对流层的折射,大气衰减。

本文发布于:2024-09-22 03:56:04,感谢您对本站的认可!

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标签:天线   传播   方向   振子   辐射
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