行波天线实用PPT学习教案

《行波天线实用PPT学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《行波天线实用PPT学习教案（28页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、会计学1zoRrkz cosldz输入端电流为输入端电流为 I0，忽略沿线电流的衰减，则线上电流分布为：忽略沿线电流的衰减，则线上电流分布为：0( )jkzI zI e 第1页/共28页分析方法分析方法：把天线分割成许多个电基本振子，取所有电基本振子辐射场的总和，故：把天线分割成许多个电基本振子，取所有电基本振子辐射场的总和，故: :(cos )00(1 cos )0260sin60sinsin1cos 1cos2ljkzjk r zkljjkrIEjeedzrIkljeersin(1cos )2( )sin(1cos )2klFkl第2页/共28页(a)(b)(c)m0z52.5z040.5

2、z029mm性具有宽频带特性。性具有宽频带特性。 (a)l=; (b)l=1.5; (c)l=3第3页/共28页012345624002001601208040Rr /l /0240.05011.50200400l / 辐射电阻Rr方向系数D对称振子对称振子行波单导线天线辐射阻抗行波单导线天线辐射阻抗第4页/共28页sin(1cos )12mkl sin( )sin(1cos )2(1cos )2klFkl lm21arccos 变化快变化快 行波单导线的方向系数的近似计算公式：行波单导线的方向系数的近似计算公式：10lg5.9710lg(lg0.915)llDdB最大辐射角最大辐射角第5页/

3、共28页接特性阻抗接馈线20lH两线之间的距离变化，故菱形线上各点的特性阻抗不等，从锐角端的两线之间的距离变化，故菱形线上各点的特性阻抗不等，从锐角端的600700变化到钝角处的变化到钝角处的1000。引起天线上局部的反射，从而破坏行波状态。引起天线上局部的反射，从而破坏行波状态。为了使特性阻抗变化较小，菱形的各边通常用为了使特性阻抗变化较小，菱形的各边通常用23根导线并在钝角处分开一定距离，使天线导线的等效直径增加，根导线并在钝角处分开一定距离，使天线导线的等效直径增加，第6页/共28页 即菱形四根导线各有一最大辐射方向指向长对角线方向。即菱形四根导线各有一最大辐射方向指向长对角线方向。 l

4、m21arccos0 1234负载20m第7页/共28页riE 菱形天线的工作原理菱形天线的工作原理 I1I2E2E10I1I4 I1E4E1(a)(b)射线行程差引起的相位差射线行程差引起的相位差电流相位不同引起的相位差电流相位不同引起的相位差电场的极化方向所引起的相位差电场的极化方向所引起的相位差00cos(1)02mklklklkll即长对角线方向上导线即长对角线方向上导线1 1、2 2的合成场同相叠加。的合成场同相叠加。 1234负载20m0( )jkzI zI e 第8页/共28页I1I2E2E10I1I4 I1E4E1(a)(b)1234负载20m四条边上的天线在长对角线上相位都是

5、同相的。四条边上的天线在长对角线上相位都是同相的。第9页/共28页20008cos( )sin (1sincos )sin(sin)1sincos2klfkH 0 为菱形的半钝角；为菱形的半钝角；为仰角为仰角；H为天线的架设高度。为天线的架设高度。当当=0时（时（0为最大辐射方向仰角）。为最大辐射方向仰角）。水平平面的方向函数为：水平平面的方向函数为：0000000000cos()cos()1sin()cos1sin()cos( )sin1sin()cossin1sin()cos22fklkl 第10页/共28页菱形天线的方向图菱形天线的方向图(a)(a)水平平面方向图；水平平面方向图；(b)

6、(b)过长轴的垂直平面方向图过长轴的垂直平面方向图(a)(b)第11页/共28页04sinH20008cos( )sin (1sincos )sin(sin)1sincos2klfkH 使第三个因子最大，则使第三个因子最大，则 sin(kHsin0)=1，即选择天线架高：，即选择天线架高：第12页/共28页002(1sincos)l 使第一个因子为最大，则使第一个因子为最大，则：00008cos()01sincosdd 由此得到半钝角由此得到半钝角 0 和仰角和仰角 0 应满足如下关系：应满足如下关系： 0090 在通信方向的仰角在通信方向的仰角 0 和工作波长和工作波长确定以后，便可直接算出

7、确定以后，便可直接算出 H、l 和和 0。第13页/共28页n菱形天线的主要缺点是：菱形天线的主要缺点是：n（1 1）结构庞大，场地大，只适）结构庞大，场地大，只适用于大型固定电台作远距离通信用于大型固定电台作远距离通信使用；使用；n（2 2）副瓣多，副瓣电平较高；）副瓣多，副瓣电平较高；n（3 3）效率低，由于终端有负载）效率低，由于终端有负载电阻吸收能量。电阻吸收能量。第14页/共28页21( , )( , ) cos(cossin )2kdff双菱天线双菱天线 d接 终 端 负 载单菱形天线的方向函数单菱形天线的方向函数双菱天线的旁瓣电平比单菱形天线低，增益系数约为单菱形天线的双菱天线的

8、旁瓣电平比单菱形天线低，增益系数约为单菱形天线的1.51.52 2倍。倍。第15页/共28页回授式菱形天线回授式菱形天线主菱形回授菱形回授线终端吸收铁线回授线长度调节器12第16页/共28页馈线RlRl第17页/共28页螺旋鞭天线螺旋鞭天线 D第18页/共28页螺旋天线的三种辐射状态螺旋天线的三种辐射状态(a) 边射型边射型 (b) 端射型端射型 (c)圆锥型圆锥型 (a)(b)(c)第19页/共28页n(5）具有宽频带特性。）具有宽频带特性。n螺旋天线是一种最常用的典型螺旋天线是一种最常用的典型的圆极化天线的圆极化天线(Circular Polarized Antenna)。第20页/共28

9、页地面上安装圆极化天线作发射或地面上安装圆极化天线作发射或接收天线。接收天线。n3 3、为了干扰和侦察对方的通信或、为了干扰和侦察对方的通信或雷达目标，需要应用圆极化天线。雷达目标，需要应用圆极化天线。n4 4、在电视中为了克服杂乱反射所、在电视中为了克服杂乱反射所产生的重影，也可采用圆极化天产生的重影，也可采用圆极化天线，因为它只能接收旋向相同的线，因为它只能接收旋向相同的直射波，抑制了反射波传来的重直射波，抑制了反射波传来的重影信号。影信号。第21页/共28页左旋波变为右旋波。左旋波变为右旋波。第22页/共28页2a同轴线输入金属接地板hl0sDsDl0(a)(b)2a同轴线输入金属接地板

10、hl0sDsDl0(a)(b)D螺旋的直径；螺旋的直径；a螺旋线导线的半径；螺旋线导线的半径；s螺距，即每圈之间的距离；螺距，即每圈之间的距离；螺距角，螺距角， l0一圈的长度，一圈的长度， N圈数；圈数； h轴向长度，轴向长度，h=Ns arctansD220()/sinlDss一圈展开图形一圈展开图形第23页/共28页xAxBxCxDIIII l0BACDBACDxl0BACDBACDxyy(a)(b)将圆环展成直线时线上的电流分布将圆环展成直线时线上的电流分布t1时刻时刻l0BACDBACDxl0BACDBACDxyy(a)(b)yAyByCyDIIII t1 +T/4 时刻时刻经过一个

11、周期经过一个周期T T的时间间隔，电场矢量将旋转的时间间隔，电场矢量将旋转360360。由于线上电流振幅值是不变的，故轴向辐射的场值也不会变。由于线上电流振幅值是不变的，故轴向辐射的场值也不会变。所以，周长为一个波长的载行波圆环沿轴线方向辐射的是圆极化波。所以，周长为一个波长的载行波圆环沿轴线方向辐射的是圆极化波。驻波驻波螺旋天线工作在圆极化状态的原因：螺旋天线工作在圆极化状态的原因：行波行波t t1 1 时刻轴向辐射场只有时刻轴向辐射场只有E Ey y 分量。分量。T T1 1 T/4T/4时刻轴向辐射场只有时刻轴向辐射场只有E Ex x 分量。分量。第24页/共28页收右旋圆极化波，则反射

12、后右收右旋圆极化波，则反射后右旋变成左旋，因此螺旋天线必旋变成左旋，因此螺旋天线必须是左旋的。须是左旋的。第25页/共28页工程上常用的估算公式，这些公式适用于螺距角工程上常用的估算公式，这些公式适用于螺距角=1216，圈数，圈数N3，每圈长度，每圈长度l0=(3/44/3)。 （1）天线的方向系数或增益）天线的方向系数或增益2015()lNsGD（2）方向图的半功率角为）方向图的半功率角为 30522/dBlNs（3）方向图零功率张角为）方向图零功率张角为001152/lNs（4）输入阻抗为）输入阻抗为0140ininlZR（5）极化椭圆的轴比为）极化椭圆的轴比为212NARN为了提高增益，可采用螺旋天线阵。为了提高增益，可采用螺旋天线阵。椭圆椭圆圆圆第26页/共28页四臂螺旋天线四臂螺旋天线 第27页/共28页