天线辐射图

天线辐射图是描述天线辐射特性的图形。它显示了天线在不同方向上的辐射强度或辐射功率。辐射图可以是二维的，描述天线在水平和垂直方向上的辐射性能，也可以是三维的，描述天线在各个方向上的辐射性能。

天线辐射图通常以极坐标形式呈现，以便清晰地显示辐射特性。在二维辐射图中，水平轴表示方位角，垂直轴表示信号强度，通常用分贝（dB）为单位。在三维辐射图中，除了方位角和

信号强度，还加入了仰角作为另一轴，以展示天线在垂直方向上的辐射性能。

天线辐射图可以提供有关天线在不同方向上的辐射模式和增益的信息。它对于天线设计和安装非常重要，可以确定天线的指向性、覆盖范围和辐射效率。此外，辐射图还在通信系统规划和优化中起到关键作用，帮助工程师确定天线的最佳位置和方向，以提供更好的信号覆盖和接收性能。

天线辐射的方向特性

天线辐射的方向特性一实验目的 1、理解天线辐射的相关原理知识，对天线的方向图及其相关参数有一定的认识。 2、测定右手螺旋天线的方向特性。二实验仪器 ①旋转天线盘；②喇叭形天线；③微波吸收器；④右手螺旋天线；⑤波导式天线；⑥计算机及测试软件。三实验原理辐射方向图：任何实用天线的辐射都具有方向性，通常将天线远区辐射场的振幅与方向间的关系用曲线表示出来，这种曲线图被称之为天线的辐射方向图；方向图函数：将离开天线一定距离R 处的天线远区的辐射场量与角度坐标间的关系式称为天线的方向图函数，记为|F(θ,φ)|。电流元的远区辐射场量在相同距离R的球面上不同方向的各点，场强是不同的，它与|sinθ|成正比，因此，电流元的方向图函数，记为|F(θ, φ)| =| F(θ)| = |sinθ|。为了画出电流元的辐射方向图，将电流元中心置于坐标原点，向各个方向作射线，并取其长度与场强的大小成正比，即得到一个立体图形，也就是得到电流元的立体方向图，它的形状像

汽车轮胎。如图1（a）所示。天线的立体方向图一般较难画出，通常只画出相互垂直的两个平面内的方向图，即E面和H面方向图。电流元E面的方向图处于子午面，即电场分量Eθ所处的平面内的方向图，故称为E面方向图，H面方向图处于赤道面内，即与磁场分量Hφ平行的平面内的方向图，故称为H面方向图。 (a) 立体方向图；(b) E面方向图；(c) H 面方向图图1 电流元的方向图二维平面方向图可以在极坐标系中绘制，也可以在直角坐标系中绘制，但在极坐标系中绘制的方向图较为直观，因此较为常用。在极坐标系中绘制的电流元的E面和H面方向图如图1(b)T和（c）所示。显然，E面方向图关于电流元的轴线呈轴对称分布，在θ=90?方向出现最大值“1”，其他方向上按矢径作出，而在轴线（θ=0?和θ=90?）上其值为零。在H面（θ=90?）上，各方向场强均相同，故其方向图是一个单位圆，这样，将E面方向图绕电流元的轴线旋转一周，即可得到电流元的立体方向图。而天线设计是用来有效辐射电磁能的一种装置，实际中没

(整理)经典雷达资料-第6章__反射面天线 (2)

第6章反射面天线 Helmut E. Schrank Gary E. Evans Daniel Davis 6.1 引言天线的作用雷达天线的基本作用是实现电磁波的自由空间传播和导波传播之间的转换。发射期间天线的特定功能是将辐射能集中到具有某种形状的定向波束内，以照射指定方向的目标。接收期间天线收集目标反射的回波信号能量并将之送往接收机。因此，在以发射方式和接收方式工作时，雷达天线起到互易的，然而是相互关联的作用。在两种方式或者作用中主要的目的都是要精确确定目标的方向角。为实现此目的，需要有高度定向的（窄的）波束，从而不仅达到所需的角精度，而且能够分辨相互靠得很近的目标。雷达天线的这一重要特性可以定量的用波束宽度来表示，也可以表示为发射增益和有效接收孔径。后两个参量相互成正比，并且与检测距离和角精度有直接关系。许多雷达都设计成工作在微波频率，这时用适当物理尺寸的天线就能获得窄的波束宽度。以上雷达天线的功能性描述意味着一副天线既用于发射，又用于接收。虽然大多数雷达系统都是这样工作的，但是也有例外，如一些单基地雷达采用收发分离的天线，当然，双基地雷达按定义必定是收发分离的天线。在这一章中，重点介绍较常用的单部天线，特别是广泛使用的反射面天线。相控阵天线的内容参见第7章。波束扫描与目标跟踪由于雷达天线一般具有定向波束，大范围的角度覆盖要求窄波束快速往复地在空域内扫描，以保证不论目标在哪个方向上都能探测到。这就是警戒雷达或搜索雷达的功能。有些雷达系统设计成一旦探测到目标便可进行跟踪，这种跟踪功能要求专门设计与警戒雷达天线不同的天线。在某些雷达系统中，特别是在机载雷达中，将天线设计成既具有搜索又有跟踪的功能。测高大多数警戒雷达都是二维坐标的，只测定目标的距离和方位坐标。在早期的雷达系统中，另外的测高天线通过机械俯仰摆动来测量第三个坐标，即仰角，由此计算出空中目标的高度。现在设计的3D雷达采用一副天线测量所有三个坐标，例如，一部天线在接收方式工作时在俯仰方向形成多个堆积波束，而在发射方式工作时形成宽覆盖的垂直波束。这些波束在水平方向同样窄，但垂直堆积接收波束可以用两个相邻的交叠波束测量回波振幅来确定目标的仰

天线方向图

1、仿真方向图基于如下定义天线与坐标的关系：天线安装在球坐标的原点上，天线法向（与安装平面垂直）或轴向为z轴，指向天顶，如下图所示。Theta（θ）面方向图：指phi取恒定值的平面；theta从0到360°，其中0～180°对应球坐标中x>0的0～180°，180～360 对应球坐标中x<0的180～0°，方向图均为功率方向图。对于喇叭、微带天线等定向辐射天线而言，通常所说的E、H面是theta面的两个特例。Phi（φ）面方向图（水平面）：指Theta 取恒定值的锥面，phi从0到360°。E-theata分量（垂直面）：Theta＝0°附近对应为水平极化分量的一部分（垂直极化振子天线的零点区域，即垂直振子无水平极化分量，常规微带天线水平极化分量大）；Theta＝90°附近时，对应垂直极化分量（垂直极化振子天线的最大辐射区域，即垂直振子为垂直极化天线，常规微带天线垂直极化分量较小，约－8dBi）。E-phi 分量：电场矢量与z轴垂直，theta＝0°附近对应为水平极化分量的一部分；theta＝90°附近时，对应全部水平极化分量。总场：Etheta与Ephi的之合成，或者垂直与水平分量之合成，相当于分集接收的效果。天顶 2、方向图形状定义为了形象地描述某些具有一定特征的天线方向图，定义几个名词，仅限于本网站，与其它场合可能有所区别。名词轴向增益θ＝0°低仰角θ＝80°旋转对称性典型形状典型天线桃子形方向图5 -4 Y 微带天线、振子天线半球形方向图 2 0 Y 四臂螺旋天线、特种微带天线南瓜形方向图-1 1 Y 四臂螺旋天线、特种微带天线全向方向图<-10 2 Y 振子天线、特种微带天线偏轴方向图0 3 N 特种微带天线葫芦形方向图-10 3 N 特种微带天线实例： l “葫芦形”方向图。最大辐射方向：＋Y，－Y轴方向，适用于需要覆盖狭长空间的场合 l 体积小：相当于普通微带天线的尺寸 l 相对带宽：约5.5％（VSWR<1.5），13%（VSWR<2） l 可以增加第二个频率的微带天线，半球形方向图，厚度增加约4mm。 l 天线形式：微带天线 l 极化：垂直线极化（E-syt） l 3dB波束宽度：水平面（=90°）70°，垂直面（＝90°）110° l 增益：>4dB（两个主瓣方向） l 安装方式：微带天线面位于球坐标的XOY平面，可以直接安装在金属体上，也可以安装在非金属介质上，方向图稍微有变化。仿真实例：1.9GHz通讯天线仿真结果：

线天线辐射及散射

摘要：矩量法是将连续方程离散为代数方程组的方法，此方法对于求解微分方程和积分方程均适用，本文以半波振子天线为例，系统的阐述了半波振子天线的海伦积分方程的建立，利用矩量法求解海伦积分方程而得半波振子天线上的电流分布，并进一步根据电流肺部，求解半波振子天线的方向图。关键字：半波振子天线；海伦积分方程；矩量法 1 引言电磁辐射和散射问题的分析方法一般可以分为两大类，即解析方法和数值方法，而实际中只有极少数集合形状特别的电磁问题才能通过解析方法求解，大部分只能用数值方法获得近似解。矩量法则是求解微分方程和积分方程的一种重要的数值分析方法，它从函数空间和线性算子的观点来处理问题，具有计算效率高、处理灵活、快速而精准、不限定物体几何形状、理论基础较健全等诸多优点，因而在电磁场数值计算方面得到了广泛的应用。同时，由于线天线在实际中应用广泛，而且是分析其它天线的基础。在矩量法分析过程中，有多种不同的积分方程可供选择，如双位积分方程、Hallen积分方程、Pocklington积分方程、Schelkunoff积分方程、响应积分方程等等，而前3种应用最为广泛，因此本文采用Hallen积分方程对半波振子天线进行深入的数值分析，并用matlab编程仿真。 2 矩量法的基本原理 2.1 矩量法的概念矩量法是将一个算子方程化为矩阵方程，然后求解该矩阵方程的方法。在历史上把采用基函数和检验函数离散化的积分方程的数值方法称为矩量法。矩量法是一种基于泛函分析理论的积分形式的数值方法，这种方法具有计算结果准确且误差小、处理过程灵活、分析目标不限定物体几何形状和理论基础健壮等优点。如果非齐次方程为（2-1） L f g ()

天线阵列辐射方向图的研究

微波技术课程考核题目天线阵列辐射方向图的研究系别物理与电子工程学院专业电子科学与技术班级07(4) 学号050207404 学生姓名牛涛指导教师范瑜日期2010-01-05

目录一、基本概念 (2) 1.1方向图基本概念 (2) 1.2主瓣宽度 (3) 1.2.1主瓣宽度基本概念及特性 (5) 1.3旁瓣抑制 (5)

一、基本概念 1.1方向图基本概念天线的辐射电磁场在固定距离上随角坐标分布的图形，称为方向图。用辐射场强表示的称为场强方向图，用功率密度表示的称之功率方向图，用相位表示的称为相位方向图。天线方向图是空间立体图形，但是通常应用的是两个互相垂直的主平面內的方向图，称为平面方向图。在线性天线中，由于地面影响较大，都采用垂直面和水平面作为主平面。在面型天线中，则采用E平面和H平面作为两个主平面。归一化方向图取最大值为一。在方向图中，包含所需最大辐射方向的辐射波瓣叫天线主波瓣，也称天线波束。主瓣之外的波瓣叫副瓣或旁瓣或边瓣，与主瓣相反方向上的旁瓣叫后瓣，见图1：全向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外形为圆柱型；图2：定向天线水平波瓣和垂直波瓣图，其天线外形为板状。图1 全向天线波瓣示意图

图2 定向天线波瓣示意图 1.2主瓣宽度为了方便对各种天线的方向图特性进行比较，就需要规定一些特性参数。主要包括：零功率波瓣宽度、半功率点波瓣宽度、旁瓣电平、前后比、方向系数等。 1.零功率波瓣宽度，指主瓣两侧场强值为0的两个方向之间的夹角，用2表示。许多天线方向图的主瓣是关于最大辐射方向对称的，因此，只要确定零功率主瓣宽度的一半，再取其2倍即可求得零功率主瓣宽度,即2=2。 2. 半功率点波瓣宽度，指方向图主瓣两侧两个半功率点（即场强下降到最大值下降到0.707（或分贝值从最大值下降3dB处对应的两点）之间的夹角，又称为3dB波束宽度或主瓣宽度，记为。对方向

喇叭天线喇叭天线

一、课题背景电磁喇叭天线是最简单而常用的微波天线。它的主要优点是结构简单，馈电简便，便于控制主面波束宽度和增益，频率特性好且损耗较小。它由波导逐渐张开来形成，其作用是加强方向性，这与声学喇叭的原理相似。若主模TE10的矩形波导的宽边尺寸扩展而窄边尺寸不变则称为H 面扇形喇叭；若窄边尺寸扩展而宽边尺寸不变，则称为E 面扇形喇叭；若矩形波导的两边尺寸都扩展，则称为角锥喇叭。圆锥喇叭由载TE11模的圆形波导扩展而成。可见喇叭天线起着将波导模转换为空间波的过渡作用，因而反射小，使其输入驻波比低且频带宽。喇叭天线广泛用做各种反射面天线和透镜天线得到馈源，也用作微波中继站的独立天线和测试天线增益的标准天线。 (1)E 面扇形喇叭 (2)H 面扇形喇叭 (3)角锥喇叭 (4)圆锥喇叭图1 几种常见的喇叭天线喇叭天线就其结构来讲可以看成两大部分构成：一是波导部分，横截面有矩形，也有圆形；二是真正的喇叭天线部分。波导部分相当于天线中的馈线，是提供喇叭天线信号和能量的部分。喇叭天线可视为张开的波导。喇叭的功能是在比波导更大的口径上产生均匀的相位波前，从而获得较高的定向性能。矩形波导中的TE10模传输到波导和喇叭的口面时，口面上的波可以作为次级源再次辐射。普通喇叭天线结构原理图如图2所示。图2 喇叭天线结构辐射图 T 次级源次级源

二、喇叭天线尺寸计算 2.1、公式推算本设计需要设计一个K 波段（18GHz-26.5GHz ），用WR-42矩形波导来馈电，最大增益大于15dB 的喇叭天线。喇叭天线波导部分可百度查阅K 波段标准矩形波导尺寸得到，矩形波导的长度可选为 1.2*λ。典型的角锥喇叭的尺寸如下图所示。 (1)几何结构 (2)X-Y 面横截面(H 面) (3)Y-Z 面横截面(E 面) 图3 角锥喇叭几何关系由[1]知H R 一定，有一最佳的喇叭口径宽度h a ，并发现其近似规律为 H h R a λ3=(1) 同理，E R 一定，有一最佳的喇叭口径宽度h b ，并发现其近似规律为

天线辐射的方向特性图.

1- 基准图 1.2 0 1.0000）0.8327.0.9724）0.4 （176.5.0.1965） 0.0 -20020 406080100120140160180200220240260280300320340360 2-手机干扰 1.2 0.1.0000） 0.8325.5.0.9531） absorb 0.4 （176.5.0.1730） 0.0 -20020406080100120140160180200220240260280300320340360 angle

3-穿过圆孔 1.2 （0.1.0000）（326.0.9410）0.8 absorb 0.4 （185.5.0.11580.0 -20020406080100120140160180200 220240260280300320340360 angle

4-穿过纸缝 1.00.1.0000）（326.5.0.9906）absorb0.5 （175.0.2030） 0.0 -20020406080100120140160180200 220240260280300320340360 angle 5-距离拉近一半 1.0（0.1.0000）（327.5.0.9612）absorb0.5 （153.5.0.09825） 0.0 -20020406080100120140160180200 220240260280300320340360 angle

6-无吸收设施（原距离） 1.2 （-327.5.0.9816）（0.1.0000）0.8 absorb 0.4 （-179.5.0.2176） 0.0 -360-340-320-300-280-260-240-220-200-180 -160-140-120-100-80-60-40-20020 angle

天线的主要技术指标

天线的主要技术指标天线的方向图（一）方向图天线辐射的电场强度在空间各点的分布是不一样的，为了描述天线这种辐射强度的分布情况，我们可以用矢量来表示。把天线放置于坐标原点，并使其轴向与z轴方向重合，所有的矢量从原点出发，其长度代表电场强度。用连线连接各矢量端点，所围成的包络，就是天线的方向图。显然，方向图是三位的，但通常取其水平和垂直两个切面，故有水平方向图和垂直方向图，或E面(平行于电场)和H 面（垂直于电场方向)方向图，如图3-25所示。图3-25 天线的方向图（垂直切面）（二）主瓣宽度方向图反映了天线集中辐射能的情况。通常，方向图有许多叶瓣，最大辐射方向的叶瓣叫主瓣，其它叶瓣叫旁瓣(或付瓣)。主瓣宽度定义为当信号功率下降到最大辐射方向功率值的一半即-3dB)(即场强下降为最大值的0.707倍) 处，两点之间的夹角宽度。一般情况下，口径为D的向抛物面天线，其主瓣宽度可用下式估算：（3-13）其中，λ为工作波长例如：6米C波段天线为0.9°；3米C波段天线为1.8°；1.5米C波段天线为3.6°等。（三）副瓣电平副瓣电平定义为：副瓣电平=10lg（副瓣最大功率/主瓣最大功率）

（3-14）副瓣电平高，易对其他同频无线通信系统产生干扰，也容易受干扰，故其值越小越好。副瓣电平也是天线的重要指标之一。 3.5.2 天线的增益（一）天线增益的定义在相同输入功率条件下，天线在最强方向上某一点所产生的电场强度的平方(或功率P)与无耗理想点源天线在该点产生的电场强度的平方(或功率)之比，定义为改天显得增益G，即（3-15）若以分贝作为单位，则有（dB ）（3-16）（二）理想面天线的增益计算设面天线的等效开口面积为，在上电场为同相均匀分布，则与理想点源天线的等效开口面积之比即为面天线的增益，即（3-17）（三）非理想面天线的增益对于非理想面天线，其实际开口面积S与等效开口面积之比，定义为该天线的效率，即So=ηS，则非理想面天线的增益为

天线波瓣图分析

1波瓣图天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越小表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射，无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。

大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。（其极化分集增益约为5dB，比单极化天线提高约2dB。）

3增益天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程，增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。另外，表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。一般地，GSM定向基站的天线增益为18dBi，全向的为11dBi。 4波瓣宽度波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数，它是指天线的辐射图中低于峰值3dB 处所成夹角的宽度（天线的辐射图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标，通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系）。天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的覆盖半径有关。因此，在一定范围内通过对天线垂直度（俯仰角）的调节，可以达到改善小区覆盖质量的目的，这也是我们在网络优化中经常采用的一种手段。主要涉及两个方面水平波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。水平平面的半功率角（H－Plane Half Power beamwidth）:(45°,60°,90°等)定义了天线水平平面的波束宽度。角度越大,在扇区交界处的覆盖越好，但当提高天线倾角时，也越容易发生波束畸变,形成越区覆盖。角度越小，在扇区交界处覆盖越差。提高天线倾角可以在移动程度上改善扇区交界处的覆盖，而且相对而言，不容易产生对其他小区的越区覆盖。在市中心基站由于站距小，天线倾角大，应当采用水平平面的半功率角小的天线，郊区选用水平平面的半功率角大的天线；垂直平面的半功率角（V－Plane Half Power beamwidth）:（48°, 33°,15°,8°）定义了天线垂直平面的波束宽度。垂直平面的半功率角越小，偏离主波束方向时信号衰减越快，在越容易通过调整天线倾角准确控制覆盖范围。 5举例图为某天线的方向图，它有很多波瓣，其中最大辐射方向的波瓣称为主瓣，其他波瓣统称为副瓣，位于主瓣正后方的波瓣称为后瓣。主瓣最大辐射方向两侧的两个半功率点（即场强为最大值的1/√2倍）之间的夹角，称为主瓣宽度，也称半功率波瓣宽度，用θ0.5或2φ0.5表示。主瓣宽度愈小，天线辐射的电磁能量愈集中，

试验四天线方向图测量试验

实验四天线方向图测量实验一、预习要求 1、什么是天线的方向性？ 2、什么是天线的方向图，描述方向图有哪些主要参数？二、实验目的 1、通过天线方向图的测量，理解天线方向性的含义； 2、了解天线方向图形成和控制的方法； 3、掌握描述方向图的主要参数。三、实验原理天线的方向图是表征天线的辐射特性(场强振幅、相位、极化)与空间角度关系的图形。完整的方向图是一个空间立体图形，如图7所示。它是以天线相位中心为球心（坐标原点），在半径足够大的球面上，逐点测定其辐射特性绘制而成的。测量场强振幅，就得到场强方向图；测量功率，就得到功率方向图；测量极化就得到极化方向图；测量相位就得到相位方向图。若不另加说明，我们所述的方向图均指场强振幅方向图。空间方向图的测绘十分麻烦，实际工作中，一般只需测得水平面和垂直面的方向图就行了。图7 立体方向图天线的方向图可以用极坐标绘制，也可以用直角坐标绘制。极坐标方向图的特点是直观、简单，从方向图可以直接看出天线辐射场强的空间分布特性。但当天线方向图的主瓣窄而副瓣电平低时，直角坐标绘制法显示出更大的优点。因为表示角度的横坐标和表示辐射强度的纵坐标均可任意选取，例如即使不到1º的主瓣宽度也能清晰地表示出来，而极坐标却无法绘制。一般绘制方向图时都是经过归一化的,即径向长度(极坐标)或纵坐标值(直角坐标)是以相对场强max `)(E E ϕθ表示。这里，)(`ϕθE 是任一方向的场强值，max E 是最大辐射方向的场强值。因此，归一化最大值是1。对于极低副瓣电平天线的方向图，大多采用分贝值表示，归一化最大值取为零分贝。图8所示为同一天线方向图的两种坐标表示法。

天线的工作原理

天线的工作原理天线是指用来发送或接收无线电波的装置，它是无线电通信和无线电波测量的重要组成部分。下面将介绍天线的工作原理。天线的工作原理是基于无线电波的传播和辐射现象。当电流通过天线的时候，会在周围产生电磁场，而这个电磁场就是无线电波。这些无线电波会从天线中辐射出去，或者被接收到并转换成电信号。天线的辐射原理主要有两种：辐射理论和李纳－维纳定律。辐射理论认为，天线在空间中形成的电场和磁场是由于电流在天线中流动而产生的。当电流通过天线时，会在周围产生一个变化的电场和磁场。这两个场的相互作用形成了无线电波的辐射。李纳－维纳定律是天线辐射的数学表达式，它描述了天线辐射场的空间分布和辐射功率。根据这个定律，天线所产生的辐射功率与电流和电压的关系成正比。这个关系可以用天线的特性标准化，即所谓的“天线增益”。天线的接收原理是基于电磁感应现象。当无线电波经过天线时，会在天线上产生感应电流。这个感应电流由天线的特性决定，包括天线的形状、长度和材料等。感应电流会通过接收器转换成电信号，从而实现无线电波的接收。天线的工作频率是指能够接收或发射的无线电波的频率范围。

不同类型的天线适用于不同频率的无线电波。例如，短波天线主要适用于短波信号的接收，而卫星天线主要用于接收卫星信号。天线的设计需要考虑多种因素，包括频率响应、增益、直波反射率和方向图等。频率响应是指天线在不同频率上的性能表现。增益是衡量天线在接收或发射时的信号强度的能力。直波反射率是指天线对信号的接收和辐射的效率。方向图是描述天线主瓣和副瓣辐射分布的图形。天线是现代通信的关键部分，广泛应用于无线电通信、雷达测量、导航、卫星通信和移动通信等领域。它通过辐射和接收无线电波，在不同的频率范围内实现了无线通信的功能。同时，天线的设计和调整也对通信系统的性能和效率起着重要作用。总之，天线是无线通信的重要组成部分，它的工作原理是基于无线电波的传播和辐射现象。通过电流在天线中的流动和电磁感应现象，天线能够实现无线电波的辐射和接收。天线的设计需要考虑多个因素，并且不同类型的天线适用于不同频率范围的无线电波。天线的工作原理和性能对通信系统的稳定性和效率起着重要的影响。天线是无线通信中至关重要的组成部分，它的工作原理与无线电波的辐射和传输密切相关。首先，让我们了解无线电波的性质。无线电波是一种电磁波，其波长可以从几厘米到数十千米不等。不同频率的无线电波被用于不同的通信应用。例如，较高频率的无线电波常用于移动通信和卫星通信，而较低频率的无线电波通常用于广播和短波

第一旁瓣电平的计算

第一旁瓣电平的计算天线辐射方程可以描述天线辐射的整个场区，包括主瓣和旁瓣。其中，主瓣是指天线沿辐射方向主要能量集中的区域，旁瓣则是主瓣以外的辐射区域。天线辐射方程可以表示为： E(θ,φ)=E(θ0,φ0)*f(θ,φ) 其中，E(θ,φ)表示特定点(θ,φ)处的电场强度，E(θ0,φ0)为参考点(θ0,φ0)处的电场强度，f(θ,φ)为方向因子。方向因子f(θ,φ)是天线辐射图的表示，用于描述天线辐射的空间特性。天线辐射图可以通过数学或实验手段得到。在计算第一旁瓣电平时，我们需要使用天线辐射图中的旁瓣部分。计算第一旁瓣电平的具体步骤如下： 1.获取天线辐射图的数据。天线辐射图一般以极坐标形式给出，其中包含了电场强度随方位角和俯仰角变化的信息。 2.确定第一旁瓣的方位角和俯仰角范围。旁瓣通常是指主瓣以外电场强度较低的部分，因此需要确定旁瓣的角度范围。 3.在天线辐射图中找出对应的旁瓣数据点。根据确定的旁瓣角度范围，在天线辐射图中找到对应的数据点，并记录其电场强度数值。 4.计算第一旁瓣电平。第一旁瓣电平定义为第一旁瓣电场强度与参考点电场强度的比值，通常使用单位dB来表示。计算公式为： P1(dB) = 20 * log10(E1 / E0)

其中，E1为第一旁瓣处的电场强度，E0为参考点处的电场强度。需要注意的是，计算第一旁瓣电平时需要选择合适的参考点和单位坐标系，以确保计算结果的准确性和可比性。综上所述，计算第一旁瓣电平需要获取天线辐射图的数据，并根据旁瓣的位置和电场强度计算得出。这个过程需要一定的天线理论和电磁学知识，并且在实际应用中需要考虑到天线的具体工作环境和参数。

天线辐射参数

天线辐射参数天线辐射参数是用来描述和评估天线性能的一组重要指标，它们对于天线的设计和应用具有重要意义。本文将从辐射功率、辐射方向性、增益、波束宽度和带宽等几个方面介绍天线辐射参数的含义和作用。辐射功率是天线向空间发送信号的能量，也是天线的一个重要输出参数。辐射功率的大小取决于天线的输入功率和辐射效率。辐射功率的增加可以提高天线的覆盖范围和通信距离，但也会增加功耗和干扰。因此，在设计天线时需要合理选择辐射功率，以满足实际需求。辐射方向性是衡量天线辐射能力的指标之一，它描述了天线在不同方向上的辐射强度分布情况。辐射方向性可以通过天线的辐射图来表示，其中包括主瓣方向、副瓣方向和零点方向等。辐射方向性的好坏直接影响天线的覆盖范围和通信质量，因此在天线设计中需要根据具体应用场景来选择合适的辐射方向性。增益是衡量天线辐射能力的另一个重要指标，它表示天线相对于理想点源天线的辐射强度增加倍数。增益可以用来描述天线的辐射能力和接收灵敏度，是评估天线性能的重要指标之一。增益的大小与天线的结构、尺寸和工作频率等因素有关，一般情况下，增益越大，天线的辐射能力越强。

波束宽度是描述天线辐射主瓣的范围，它表示主瓣辐射强度下降到峰值的一半所对应的角度范围。波束宽度越小，天线的方向性越强，辐射能力越集中。波束宽度的大小与天线的形状、孔径和工作频率等因素有关，对于定向通信和干扰抑制具有重要意义。带宽是指天线能够正常工作的频率范围，它是衡量天线适应能力的一个重要指标。带宽的大小与天线的结构、材料和设计等因素有关，一般情况下，带宽越大，天线的适应能力越强。在实际应用中，需要根据通信系统的频率范围和要求来选择合适的天线带宽。天线辐射参数是评估天线性能的重要指标，包括辐射功率、辐射方向性、增益、波束宽度和带宽等。这些参数直接影响天线的覆盖范围、通信质量和适应能力，因此在天线设计和应用中需要合理选择和优化这些参数，以满足实际需求。通过对天线辐射参数的研究和理解，可以更好地设计和应用天线，提高通信效果和系统性能。

matlab仿真天线辐射图

微波技术与天线作业电工1001，lvypf（12） 1、二元阵天线辐射图matlab实现 1)matlab程序: theta = 0 : .01*pi : 2*pi; %确定θ的范围 phi = 0 : .01*pi : 2*pi; %确定φ的范围 f = input('Input f(Ghz)='); %输入频率f c = 3*10^8; %常量c lambda = c / (f*10^9); %求波长λ k = (2*pi) / lambda; %求系数k d = input('Input d(m)='); %输入距离d zeta = input('Input ζ='); %输入方向系数ζ E_theta=abs(cos((pi/2)*cos(theta))/sin(theta))*abs(cos((k*d*sin(theta)+zeta)/2)); %二元阵的E面方向图函数 H_phi=abs(cos((k*d*cos(phi)+zeta)/2)); %二元阵的H面方向图函数 subplot(2,2,1); polar(theta,E_theta); title('F_E_θ') subplot(2,2,2); polar(phi,H_phi); title('F_H_φ'); subplot(2,2,3); plot(theta,E_theta); title('F_E_θ'); grid xlim([0,2*pi]) subplot(2,2,4); plot(phi,H_phi); grid xlim([0,2*pi]) title('F_H_φ');

2)测试数据生成的图形： a)f=2.4Ghz,d=lambda/2,ζ=0 图1，f=2.4Ghz,d=lambda/2,ζ=0 b)f=2.4Ghz,d=lambda/2,ζ=pi 图2，f=2.4Ghz,d=lambda/2,ζ=pi

ILS天线理论

第四章天线理论第一节基本概念天线，是接收或辐射无线电波能量的装置。无线电波的传输速度和光速一样，在传输过程中，电场和磁场是共存的，统称为电磁场。电场矢量E 和磁场矢量H 是相互垂直的。见图4－1：图4－1 电磁场演示图麦克斯韦理论中表述了这样一个概念：一个变化的电场会感应出一个变化的磁场，一个变化的磁场会感应出一个变化的电场。电磁波的传输就是以这个理论为基础的。一、感应场和辐射场感应场和辐射场是两个相关的场区，在天线附近的是感应场，包括了天线体内电压、电流产生的电力线和磁力线。由于电场和磁场有900 的相差，这个场是无功能量场；而辐射场是电磁波从天线发出的电力线和磁力线向空间延伸，是有功能量场，电场和磁场是同相的，因此天线发出的能量主要是辐射场的传播延伸。感应场的强度和距离的负二次方成正比，辐射场的强度和距离成反比。二、波的极化波的极化是由电场矢量E u v 相对于反射平面的位置来定的，大多数情况下，我们把地球定为反射面，如果E u v 与反射面平行，称为水平极化，E u v 与反射面垂直，称为垂直极化。也可以通过天线与地面的位置来确定，如果天线与地面垂直，那么主要是垂直极化；如果天线（阵）与地面平行主要是水平极化。三、近场与远场辐射场可以分成两个部分：近场和远场。近场是从天线开始有限的几个波长范围内的场，在观察点处得到的射线可以认为是平行的。近场的距离是依靠天线的尺寸D 和相差δ来大致计算的。对ILS 来说，相差δ大约是

120 ，也就是32λ，近场的距离大约是2 4D R λ = ，看图4－2：图4－2 辐射场的近场图 OC=R ，OA=R+32λ 2 22()2D R R δ⎛⎫ +=+ ⎪⎝⎭ 22 48D D R δλ ≈=，四、辐射场型在某个固定的距离上，天线或天线阵的电场强度坐标称之为场型。所以我们关心的是场型的形状。而场型只是简单地表示场强随着距离变化的相对关系，并非在其外就没有信号了。这样就可以知道，场型的表示不是绝对场强，是相对的。在我们的领域里，研究绝对场强也是没有多大必要的，我们也不是要定性、定量地分析某点上的信号特性。辐射场型可以用极坐标或直角坐标来表示，通常是采用极坐标。在场型图中，相对场强为0的点称为零点。