0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

微波天线参数解析

汽车玩家 来源:工程师曾玲 2019-08-29 14:55 次阅读

●方向性

※方向性图

天线的基本功能是将馈线传输的电磁波变为自由空间传播的电磁波,天线的方向图是表征天线辐射时电磁波能量(或场强)在空间各点分布的情况,它是描述天线的主要参数之一。

天线的方向性图是一个立体图形,它的特性可以用两个互相垂直的平面(E平面和H平面)内方向性图来描述。天线方向性图能直观地反映出天线辐射能量集中程度、方向性图越尖锐,表示辐射能量越集中,相反则能量分散。若天线将电磁能量均匀地向四周辐射,方向性图就变成一球面,称作无方向性,这就是一理想点源在空中辐射场。天线方向性图可通过测试来绘制,如测得的是功率,即可绘出功率方向性图,如测得的是场强,则绘出场强方向性图,但两者图形形状是完全一样的。通常图形方向性图有多个叶瓣,其中最大辐射方向的是叶瓣,称主瓣,其余称副瓣(或旁瓣)。在方向性图中主瓣信息是我们最关心的。

(1)方向性图主瓣宽度

方向性图主瓣宽度是指半功率点(功率下降为最大辐射方向功率一半之点)之间宽度,它是由主瓣最大值“1”下降到“0.5”处两点与零点连接形成的夹角,用2θ0.5来表示,如下图所示。

微波天线参数解析


(2)方向性图主瓣零点角

如上图所示,方向性图主瓣零点角是指主瓣两侧零辐射方向之间夹角,用2θ0来表示。

(3)方向性图副瓣零电平

方向性图副瓣功率电平表示副瓣功率电平相对于主瓣功率电平的比值,一般用分贝(dB)来表示,即:

一般希望副瓣电平越低(即负值越大)越好。

※方向性系数

方向性图虽然一定程度上反映了天线辐射状态,但它是一个相对值,为了定量描述天线集中辐射程度,引进了方向性系数这一概念。

方向性系数定义是:在同一距离及相同辐射条件下,某一天线最大辐射方向性上辐射功率密度Smax(或场强平方Emax)与无方向天线(点源)辐射功率密度S0(或场强平方E20)之比,用D来表示:

可见,方向性越尖锐的天线D越大,相反则D越小,若D=1,则表示为无方向性天线,是一个理想点源辐射场。

●天线效率

一般来说构成天线的导体和绝缘介质都有一定的能量损耗,输入天线的功率不可能全部转化为自由空间电磁波的辐射功率,我们把天线辐射功率Pr与天线输入功率之比称作天线效率,即:

ηa=Pr/Pi

通常微波天线的效率都很高,ηa接近于1.另外需要值得提出的是这里定义的天线效率并没有包含因天线与馈线传输系统失配引起的损耗,如考虑到天线输入端的反射系数Г,则天线总效率为:ηA=(1-|Г2|)x ηa

●增益系数(增益)

增益系数简称增益,它的定义是:在同一距离及相同输入功率的条件下,某一天线在最大辐射方向上的辐射功率密度Smax(或场强平方E2max)与无方向天线(理想点源)的辐射功率密度S0(或场强平方E20)之比,用G来表示。

即G=ηa﹒D

可见,增益系数是综合衡量天线能量转换效率和方向性的参数,它是方向性系数与天线效率的乘积。在实际应用中,天线增益系数与方向系数为重要的参量,尽管它们之间密切相关。对于微波面式天线,它们的转换效率都很高,ηa=1,因此G=D。分析证明,对于微波面式天线,它的增益系数与天线口径大小有如下关系:

式中:S为天线辐射口面的实际面积;ηe为口面利用系数,或称口径效率,它主要是由口面上电磁场振幅分布和相位分布决定的。当口面分布均匀且同相时,ηe=1,可获得最大增益,由上式可见:Se=S﹒ηe(Se称为天线口径有效面积),对于无方向天线(理想点源)来说,G=D=1,它的有效面积为:

增益系数一般用分贝来表示:GdB=10lgG(dB)

●天线阻抗

天线阻抗是指天线输入端口向天线辐射口方向看过去的输入阻抗,它取决于天线结构和工作频率。只有天线的输入阻抗与馈线阻抗良好匹配时,天线的转换效率才最高,否则将在天线输入端口上产生反射,在馈线上形成驻波,从而增加了传输损耗。大多数天线输入阻抗的匹配是在工程设计中采用近似计算,然后通过实验测量,修正来确定的。

●天线极化

天线极化是指天线最大辐射方向上的电场强度(E)矢量的取向。线极化是一种比较常用的极化方式,线极化由可分为“垂直极化和水平极化”,前者电场矢量与地面垂直,后者则与地面平行。

●频带宽度

天线所有的电参数都与工作频率有关,当工作频率偏离中心频率f0时,天线的电参数将变差。天线的频带宽度是指天线可以正常工作的频率范围,在这范围内天线的方向性图、增益、阻抗等技术参数都在指标允许的范围内变化。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 天线
    +关注

    关注

    68

    文章

    3163

    浏览量

    140606
  • 微波
    +关注

    关注

    16

    文章

    1040

    浏览量

    83566
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    安泰测试科技邀您参加2024 IME 微波天线技术展

    会议介绍 17载匠心打造的IME微波天线技术会全新升级,将在10月23-25日登陆上海世博展览馆。 2023年展会现场 本次展会将云集200余家优秀企业,丰富的展品覆盖射频、微波、毫米波、太赫兹
    的头像 发表于 10-21 18:10 258次阅读
    安泰测试科技邀您参加2024 IME <b class='flag-5'>微波</b>及<b class='flag-5'>天线</b>技术展

    华太电子受邀出席第十七届国际微波天线技术展

    IME(International Microwave Exhibition)即国际微波天线技术展是全球知名的微波与射频技术展会,专注于展示微波、射频、毫米波、太赫兹技术以及相关的创
    的头像 发表于 10-21 10:33 338次阅读

    天线自动测试系统如何自动化测试S参数,评估射频天线性能?

    射频天线用于传输和接收无线电频率信号,是无线电通信系统中的重要组成部分,直接影响着设备的性能和通信状况。作为衡量天线性能的重要指标,S参数测试是极其重要的环节。那么要如何测试射频天线
    的头像 发表于 08-19 14:06 261次阅读
    <b class='flag-5'>天线</b>自动测试系统如何自动化测试S<b class='flag-5'>参数</b>,评估射频<b class='flag-5'>天线</b>性能?

    RFTOP推出全系列标准增益喇叭天线

    喇叭天线是面天线,是波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线,是使用最广泛的一类微波天线。其
    的头像 发表于 07-25 11:09 653次阅读

    如何成为一名优秀的天线微波工程师?前华为终端天线负责人访谈来了

      点击文尾阅读原文查看 作者 | 程胜祥  仿真秀特邀专家 首发 | 仿真秀App 导读: 大家好,我是程胜祥,92年毕业于西安电子科技大学微波技术与天线专业。曾在华为公司负责华为公司所有研究所
    的头像 发表于 07-03 08:44 400次阅读
    如何成为一名优秀的<b class='flag-5'>天线</b><b class='flag-5'>微波</b>工程师?前华为终端<b class='flag-5'>天线</b>负责人访谈来了

    微波测试设备有哪些种类

    繁多,按照功能和应用场景,可以分为以下几类: 微波信号源:用于产生稳定的微波信号,作为测试系统的激励源。 微波频谱分析仪:用于测量微波信号的频率、幅度和相位等
    的头像 发表于 05-27 18:11 825次阅读

    微波检测器的工作原理 微波检测器的性能参数

    微波检测器是一种利用微波技术进行目标检测的设备。它广泛应用于军事、航空、航天、通信、交通等领域。本文将介绍微波检测器的工作原理、性能参数以及应用场景。
    的头像 发表于 05-27 15:45 704次阅读

    微带天线的工作原理 微带天线和贴片天线的区别

    微带天线是一种新型的微波天线形式,它利用介质基片上印刷的导电带作为天线辐射单元。微带天线因其体积小、重量轻、剖面低、易于集成等优点,在现代通
    的头像 发表于 05-12 15:35 2391次阅读

    什么是天线有源测试?测试指标有哪些?

    天线有源测试是指在指定的微波暗室检测天线辐射功率和接受灵敏度,测量参数主要包括TRP、TIS、SAR比吸收率、发射功率等。
    的头像 发表于 05-06 14:45 939次阅读

    PCB天线设计原理解析

    PCB(Printed Circuit Board)天线是一种基于印刷电路板的无线通信设备,广泛应用于无线通信领域。本文将介绍PCB天线的设计原理,包括天线的基本概念、设计要素和常见的PCB
    的头像 发表于 04-03 11:00 2112次阅读
    PCB<b class='flag-5'>天线</b>设计原理<b class='flag-5'>解析</b>

    微波传感器的工作原理和应用

    、准确和无接触的优点。 微波传感器的工作原理主要基于雷达技术。雷达是一种利用电磁波进行探测和辨别的技术。微波传感器利用发射天线发射微波信号,并通过接收
    的头像 发表于 03-06 15:54 1565次阅读

    为什么微波天线是抛物面的而基站的不是?

    为什么微波天线是抛物面的而基站的不是? 微波天线采用抛物面设计的原因是为了实现更好的方向性和增益,以便传输和接收微波信号。相比之下,基站
    的头像 发表于 01-18 11:44 605次阅读

    微波天线和基站天线的区别

    微波天线和基站天线是无线通信系统中常见的天线类型。本文将详细介绍微波天线和基站
    的头像 发表于 01-09 16:16 2002次阅读

    天线与馈线匹配中的平衡与不平衡以及造成的影响解析

    天线与馈线匹配中的平衡与不平衡以及造成的影响解析  天线与馈线的匹配是无线电通信中非常重要的一环。平衡与不平衡是两种不同的天线与馈线匹配方式,它们对通信系统的性能有着不同的影响。 所谓
    的头像 发表于 11-28 14:28 1510次阅读

    天线驻波比(VSWR)的深度解析

    天线有众多重要参数,我们之前已经介绍了方向图、极化、增益等,本期我们将围绕天线的另一个参数驻波比展开,它不是一种固定参数,无论是在使用前还是
    的头像 发表于 11-24 10:07 1750次阅读
    <b class='flag-5'>天线</b>驻波比(VSWR)的深度<b class='flag-5'>解析</b>