面天线的理论介绍
物理天线知识点总结
物理天线知识点总结一、天线的分类天线可以根据它的结构、工作频率、工作方式等不同特征进行分类。
根据天线的结构，天线可以分为线性天线、面状天线、体状天线等。
根据天线的工作频率，天线可以分为超高频天线、甚高频天线、高频天线等。
根据天线的工作方式，天线可以分为接收天线、发射天线、双工天线等。
此外，根据天线的工作原理，天线还可以分为定向天线、全向天线等。
二、天线的工作原理天线是通过改变电流和电压的分布来产生电磁波。
当电流通过天线时，会在天线上产生一个电磁场。
这个电磁场会向周围空间辐射出去，形成电磁波。
同时，当有外界的电磁波作用在天线上时，天线也会感应出电流和电压。
这样，天线在电磁波的发射和接收中发挥作用。
三、天线的设计方法天线的设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，包括天线的工作频率、方向性、增益、波束宽度、阻抗匹配等。
在天线的设计中，通常需要用到一些工具，如天线模拟软件、电磁场仿真软件等。
天线的设计方法包括复合结构天线的设计、微带天线的设计、阵列天线的设计等。
这些设计方法大大提高了天线的工作性能和可靠性。
四、天线的性能分析天线的性能分析是对天线的工作性能进行评估和优化的过程。
通过对天线的参数和特性进行测试和分析，可以了解天线的工作状况和性能指标，为天线的改进和优化提供依据。
常用的天线性能分析方法包括天线参数测量、天线阻抗匹配、波束宽度测量等。
五、天线的应用天线在无线通信、雷达、卫星通信、电视广播等领域中有着广泛的应用。
在无线通信系统中，天线是信息传输的关键设备，它的工作性能直接影响到通信系统的稳定性和可靠性。
在雷达系统中，天线是用来发射和接收雷达信号，它的性能直接影响到雷达的探测性能和分辨率。
在卫星通信系统中，天线是用来与卫星间进行通信，它的性能直接影响到卫星通信的质量和覆盖范围。
在电视广播系统中，天线是用来接收广播信号的，它的性能直接影响到电视节目的清晰度和稳定性。
总结：物理天线是无线通信和雷达系统中不可或缺的重要组成部分。
抛物面天线的工作原理
抛物面天线的工作原理抛物面天线是一种常见的天线类型，其工作原理基于抛物面的特殊形状。
抛物面天线主要用于电信和无线通信领域，如卫星通信、雷达系统和无线电广播等。
下面将详细介绍抛物面天线的工作原理。
一、抛物面天线的结构抛物面天线由抛物面反射器和馈源组成。
抛物面反射器通常由金属制成，具有抛物面曲率的特殊形状。
馈源则位于抛物面反射器的焦点处。
二、工作原理1. 抛物面反射器的特性抛物面反射器具有特殊的几何形状，其曲率使得从馈源发出的电磁波在反射器上反射后会聚到抛物面的焦点上。
这种聚焦效应使得抛物面天线能够将发射或者接收的信号集中在一个方向上。
2. 馈源的作用馈源是抛物面天线的关键部份，它位于抛物面反射器的焦点处。
馈源通过电流激励产生电磁波，并将电磁波传输到抛物面反射器上。
由于抛物面反射器的特殊形状，馈源发出的电磁波在反射器上反射后会聚到抛物面的焦点上。
这样，抛物面天线就能够将电磁波集中在一个方向上，实现信号的传输或者接收。
3. 抛物面天线的辐射特性抛物面天线的辐射特性与抛物面反射器的形状和馈源的位置有关。
通常情况下，抛物面天线能够实现高增益和较窄的波束宽度。
增益是指天线辐射功率相对于理想点源天线的辐射功率的比值。
波束宽度是指天线辐射功率下降到最大辐射功率的一半时的角度范围。
抛物面天线的高增益和较窄的波束宽度使其能够实现远距离的通信和较强的信号接收。
4. 抛物面天线的极化特性抛物面天线的极化特性取决于馈源的极化方式。
通常情况下，抛物面天线可以实现线极化或者圆极化。
线极化是指电场矢量在一个平面内振荡，可以是水平或者垂直方向。
圆极化是指电场矢量在一个平面内旋转，可以是顺时针或者逆时针方向。
抛物面天线的极化特性对于与其进行通信或者接收的设备的极化要求具有重要意义。
三、应用领域抛物面天线广泛应用于各种通信和雷达系统中。
以下是一些常见的应用领域：1. 卫星通信：抛物面天线被用于卫星通信系统中，用于接收和发送卫星信号。
Deng口径面天线的基本理论Word版
第一讲面天线的基本理论与分析方法在较高频率的微波波段，由于线天线的天线单元尺寸很短，在组成天线阵列的过程中，加工和安装都有很大难度，且增益低，因此很少使用线天线，而广泛使用面天线，如喇叭天线，抛物面天线等。
面天线在雷达、微波中继、导航、卫星通信、射电天文等无线电技术中广泛使用。
一、口径面天线基本理论基本假设：线天线为细线形式，电流沿导线流动。
面天线，如喇叭天线，抛物面天线，等效理解为口径面上分布面电流与面磁流。
多工作在微波频段。
面天线，顾名思义，因为这类天线所载的电流是分布在金属面上的，而金属面的口径尺寸远大于工作波长。
口径面天线单元是虚拟单元（惠更斯元），是连续的、不能单独使用（理论上可以），理论上可以无限分割。
口径面天线形成的波束多为笔状波束，适用于高定向性天线，其方向图主瓣在很小的立体角范围内，并且对其峰值场强大致是对称的。
口径面口径面图1喇叭天线和抛物面天线的口径面面天线一般都由两部分构成：1、初级馈源，它的作用是将无线电设备中的高频电磁能量转换为向空间辐射的电磁能量，通常由对称振子或喇叭构成；2、辐射口面，作用是将初级馈源辐射的电磁波形成所需要的方向性波束，常见的有喇叭口面、抛物面口面等。
对于面天线而言，由于辐射（或接收）的电磁能量都必须经过其口面，因此，有理由将口面看成是面天线辐射场的（等效）源。
尽管面天线辐射场的真实源并不在口面上（对喇叭天线：场源为馈电波导中的导行波；对旋转抛物面天线：场源为置于焦点处的初级辐射器），但是惠更斯原理却为“口面等效源”提供了理论依据，进而成为分析面天线的理论基础。
二、面天线的基本问题面天线的基本问题，是确定它的辐射电磁场。
1、问题的描述在自由空间(∈=o ∈、o μμ=)中，有一个封闭曲面S 由两部分组成：S 1面是理想导体(σ→∞)，S 2为一假想的空气面，S 面围成体积V i ,之外为V a 。
在V i 内有电流源e i J 和磁流源m i J ，如喇叭内的激励头，抛物面的馈源喇叭等。
平板天线结构原理
平板天线结构原理平板天线（Planar Antenna）是一种采用平面结构、具有辐射和接收/发射电磁波功能的天线。
它由金属板、自由空间以及与其它天线相连的传输线构成。
由于其具有结构简单、重量轻、易于集成和制造等优点，平板天线广泛应用于移动通信、无线通信、雷达系统以及卫星通信等领域。
平板天线的工作原理主要基于电磁波与金属板之间的相互作用。
当电磁波经过金属板时，会发生反射、折射和透射等现象。
这种现象是由于电磁波与金属板上电流的交互作用引起的。
平板天线可以根据这种电流分布的特点来进行设计，以实现特定的频率响应和辐射特性。
平板天线的基本构造包括金属导体、辐射补偿结构和辐射器。
金属导体通常采用导电媒介（如金属板）来实现电磁波的反射和传输。
辐射补偿结构用于改变电流分布，以实现目标频率的辐射特性。
辐射器是平板天线的核心部分，它通过激励金属导体上的电流来辐射电磁波。
平板天线的原理可以用波动和电磁学理论来解释。
根据马克士韦方程组，当电磁波传播到金属板上时，会产生感应电流。
这些感应电流会在金属板上产生反射和传输的电磁波，从而形成平板天线的辐射特性。
此外，平板天线的辐射特性还与金属板的形状、尺寸、材料以及辐射器的激励方式等因素有关。
平板天线的性能主要包括工作频率范围、辐射方向性、辐射特性以及带宽等。
为了实现较宽的工作频率范围和更好的辐射效果，设计者通常采用多元结构、衍射结构以及微带线等技术改善平板天线的性能。
此外，还可以通过改变金属板的形状和尺寸来调整平板天线的辐射特性，如辐射方向、辐射形状等。
平板天线广泛应用于各个领域，如移动通信、无线局域网、雷达系统和卫星通信等。
它们不仅可以提供稳定、高效的无线通信服务，还可以降低天线系统的体积、重量和功耗。
此外，平板天线还具有易于安装和维护的特点，使其成为现代通信系统的重要组成部分。
总结来说，平板天线是一种利用金属板结构实现辐射和接收/发射电磁波功能的天线。
其工作原理基于电磁波与金属板之间的相互作用，通过改变电流分布来实现特定的频率响应和辐射特性。
天线理论与设计
3.轴向模螺旋天线上沿螺旋线行进的行波的相速度比在 自由空间时平面波的速度 （大或小），这种螺旋线 导行的波被称为 。 4.根据第六章宽带天线所学内容说出三种具有宽带特性的 天线型式： ， 和 。
10.天线辐射方向图,按不同辐射特性主要定义为 方向图,二者关系的数学表示是 。
概念原理复习
11.发射天线是垂直极化，接收天线为水平极化，则极化失配 因子等于 ；发射天线是圆极化，接收天线为水平极化， 则极化失配因子等于 。 12.均匀激励等间距线阵，当N较大时第一副瓣电平趋于 余弦渐削分布的旁瓣电平为 dB。 13.天线的远区场角分布与 无关,电场与磁场满随着振子长度的增加,方向性系数 方向图开裂,方向性系数急剧下降。 15．等幅同相二元阵间距大于
,但振子长度超过
方向图将出现多瓣。
概念原理复习
三、试叙述微带贴片天线的结构，辐射机理及其优缺点。 四、试叙述八木－宇田天线的结构及其工作原理。 五、试叙述对数周期振子阵的结构及辐射机理。
概念原理复习
相似原理（缩比原理）: 指天线的所有尺寸和工作频率（或波长）按相同的比例 变化，天线的性能将保持不变。（换言之，若天线的电 尺寸保持不变，天线的性能也将不变。）
方向性系数:最大辐射方向上的方向性值
概念原理复习
一、填空题
1.根据天线产生场的特性可以将离天线从近到远的空间 区域划分为 、 和 三个场区。一般天线方向图 是在 场区定义。
六、利用一在轨卫星上36 dB增益的天线，以点波束指向最远2000km外地 球上的用户，系统在频率3GHz时能发射的功率最大可达7W。如果用户的 2 dB增益天线指向卫星，为使其在最大距离处至少收到100dBm功率， 求卫星所需的发射功率，且系统发射功率是否满足所需功率要求？
天线镜像原理知识点总结
天线镜像原理知识点总结天线镜像原理是指当天线在一种介质中发射或接收电磁波时，会产生镜像天线在其他介质中的效应。
这种原理可以帮助人们更好地理解和设计天线系统，提高天线的性能和效率。
1. 天线基本原理天线是一种能够将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波的装置。
其主要由振子、辅助器件和馈线组成。
振子是天线的主体部分，能够通过与电磁场的相互作用产生电流，从而将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波。
辅助器件包括反射板、反射体、驻波器等，可以帮助提高天线的性能和效率。
馈线则用于将天线与电路系统连接起来，传输电信号。
2. 天线镜像原理的基本概念在天线系统中，当天线在一种介质中发射或接收电磁波时，会产生镜像天线在其他介质中的效应。
这种效应主要是由于电磁场在不同介质中的传播速度不同，从而导致电磁波在介质交界面上发生反射和折射。
这种反射和折射现象会使得电磁场在介质中形成镜像分布，从而产生镜像天线的效应。
3. 天线镜像原理的影响因素天线镜像原理的效应受到多种因素的影响，包括天线的类型、天线的位置、天线和介质的特性等。
不同类型的天线在不同位置和不同介质中会产生不同的镜像效应。
天线和介质的特性包括介电常数、导电率、透射率等，会影响电磁波在介质中的传播速度和反射折射情况，从而影响镜像效应的形成。
4. 天线镜像原理的应用天线镜像原理在天线系统的设计和优化中有着重要的应用价值。
通过合理地利用镜像效应，可以提高天线的性能和效率，减小能量损耗，改善信号传输质量。
在天线的定位、布局和调整中，也可以根据镜像效应来选择最佳的方向和位置，从而使得天线系统能够更好地与目标进行通信。
5. 天线镜像原理的发展趋势随着电子技术和通信技术的不断发展，天线镜像原理也在不断得到应用和完善。
新型材料的应用、天线结构的优化、电磁场理论的深入研究等，都为天线镜像原理的应用提供了更多的可能性。
未来，天线镜像原理将更加广泛地应用于无线通信、雷达检测、天体观测等领域，为人类的科学研究和生产生活带来更多的便利和进步。
天线的测试方法和原理
天线的测试方法和原理一、开头最近在研究天线的测试方法和原理，发现了一些挺有趣的事情呢。
天线这个东西啊，其实在我们日常生活中到处都是。
就像咱们家里的电视，没有天线（或者现在的数字天线设备），可能就收不到几个台，画面还模糊得不行。
这天线到底是怎么回事儿，它的测试方法背后又有哪些原理呢？今天来和大家好好聊一聊。
二、内容展开咱们先来说说天线的工作原理吧。
你可以简单把天线想象成是一个在无线世界里的“嘴巴”和“耳朵”。
它既能发送电波信号（说话），又能接收电波信号（听话）。
那这些电波信号其实就是一种看不见、摸不着的电磁波，就像海洋里的水波一样，在空气中传播。
当天线要发送信号的时候，就像我们在池塘里扔一颗小石子，会激起一圈圈的水波向四周扩散，天线就是这个把电信号以电磁波形式向外扩散的源头；而天线接收信号的时候呢，反过来看就像在水里放置了一个很灵敏的探测器，当那些水波（电磁波）碰到探测器（天线）的时候，就能获取振动的信息，天线就能接收到信号啦。
那怎么知道这个“嘴巴”和“耳朵”好不好使呢？这就涉及到天线的测试方法了。
比如在测量天线的增益这个指标时，说得直白一点，就是看这个天线是不是能让信号变得更强或者说收集信号的能力有多强。
这就好像你在一个很吵的地方听人说话，带一个好的助听器（类似好的天线在接收信号）就能让声音听起来更清楚，而这个助听器（天线）增强声音的程度就是增益的一个类似概念。
在测试的时候，我们会利用一些专业的仪器在特定的环境下进行测量。
说到这里，你可能会问，那什么叫做特定的环境啊？通常呢，在实验室测试天线的时候，要避免周围其他物体的干扰。
就像我们想要真正听到某个人说话，如果周围有太多杂音（其他干扰电波），那就很难分辨清楚了。
所以测试环境要尽量纯净。
比如说测试的场地周围可能会设置一些电磁屏蔽装置，防止外界电磁场的入侵。
其实我一开始也不明白为什么要花这么大力气搞测试环境，后来看到其实一旦有外界干扰，测试的数据就会偏差很大，得出来的结果就不准了。
天线工作原理
天线工作原理天线是无线通信系统中的重要组成部分，它起着接收和发送无线信号的作用。
天线的工作原理涉及到电磁波的传播和辐射，下面我们将详细介绍天线的工作原理。
首先，天线的工作原理与电磁波的传播密切相关。
当无线设备发送信号时，电流通过天线，产生电磁场，这个电磁场就是无线信号的载体。
电磁波在空间中传播，当它遇到其他天线时，就会感应出电流，从而实现信号的接收。
因此，天线的工作原理可以理解为通过电磁波的传播来实现信号的发送和接收。
其次，天线的工作原理还涉及到辐射模式和辐射效率。
天线的辐射模式是指天线在空间中辐射出的电磁波的分布情况，不同类型的天线具有不同的辐射模式。
而辐射效率则是指天线将输入的电能转化为辐射电磁波的能力，它直接影响到天线的性能。
因此，天线的工作原理还包括了辐射模式和辐射效率的研究。
另外，天线的工作原理还与天线的结构和材料密切相关。
天线的结构包括了天线的形状、尺寸和布局等，不同的结构会对天线的工作特性产生影响。
而天线的材料则会影响到天线的电磁特性，例如导电性、介电常数等。
因此，天线的工作原理还需要考虑天线的结构和材料对其性能的影响。
总的来说，天线的工作原理是一个复杂的物理过程，它涉及到电磁波的传播和辐射、天线的结构和材料、辐射模式和辐射效率等多个方面。
只有深入理解了天线的工作原理，才能更好地设计和优化天线，提高无线通信系统的性能。
在实际应用中，工程师们通过对天线的工作原理进行研究和分析，可以根据具体的通信需求选择合适的天线类型和参数，从而实现更稳定、更高效的无线通信。
同时，对天线工作原理的深入理解也有助于解决无线通信系统中的干扰和衰减等问题，提高通信质量和覆盖范围。
综上所述，天线的工作原理是无线通信领域中的重要基础知识，它对于无线通信系统的性能和稳定性有着重要的影响。
通过深入研究和理解天线的工作原理，可以为无线通信技术的发展和应用提供重要的理论支持和指导。
天线知识点总结
天线知识点总结天线是电子设备中最基本的元件之一，它能够将电磁波转换为电信号或者将电信号转换为电磁波，是广泛应用在通讯、雷达、导航、电视等领域的不可或缺的元器件。
本文将简要介绍一些天线的相关知识点。
1. 天线的基础理论 - 反射、辐射以及电磁波的特性天线的工作原理基于电磁波的传播特性及其与天线之间的相互作用。
天线通过反射、辐射等方式将电磁波与电信号进行转换，因此温度、介质、空气湿度等环境因素都会对天线的性能产生影响。
2. 天线的类型 - 主动、被动及扫描式天线天线可以根据其在电路中的位置和作用方式分为主动和被动两种类型。
主动天线通常带有放大器来增加信号强度，而被动天线则不带放大器。
此外，扫描式天线可以通过旋转、摆动等方式改变辐射方向，以实现扫描覆盖目标区域的效果。
3. 天线的指标 - 增益、方向性、VSWR、带宽等天线的性能可由其各种指标来描述，其中增益、方向性、VSWR、带宽等是较为重要的指标。
增益是天线的辐射能力，方向性是天线辐射能力随方向变化的能力，VSWR是天线对来自外部信号反射时的反射率指标，带宽则是天线能够工作的频率范围。
4. 天线的尺寸 - λ/2、λ/4、全波长天线等天线的尺寸与工作频率密切相关，常见的天线长度有λ/2、λ/4、全波长天线等。
λ/2天线通常用于VHF和UHF频段，λ/4天线适用于较低频段，全波长天线则通常用于HF 等较低频段。
5. 天线的应用 - 通讯、雷达、导航、电视等天线在通讯、雷达、导航、电视等领域都有广泛的应用。
不同应用场景对天线的要求不同，例如通讯领域需要天线具有良好的增益和方向性，而雷达和导航领域则需要具有较高的扫描速度和快速响应能力。
6. 天线的制作和测试 - PCB天线、红外按摩仪等天线的制作和测试涉及到复杂的技术和设备，常用的制作方法包括PCB天线、红外按摩仪等。
测试方法则通常包括VSWR测试、增益测试、方向性测试等。
7. 天线的未来发展趋势 - 新材料、智能化、多功能化等随着技术的不断进步，未来天线的发展趋势将会趋向于新材料、智能化、多功能化等方向。
天线基本原理与技术
电流元 方向图
18:21
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第五章 天线基本原理与技术
1 20 ° 1 50 °
9 0°
1
0.8 0.6 0.4
60
微波天线方向图通常由与场矢量相平行的两个平面表示：
E 平面：通过最大辐射方向， 与电场矢量平行的平面； H 平面：通过 最大辐射方向， 与磁场矢量平行的平面；
微波技术与天线
第五章 天线基本原理与技术
5.1 电流元的辐射场
一、电流元 电流元也称电基本振子，它是一段长度远小于波长 , 电 流I振幅均匀分布、 相位相同的直线电流。
注：电流元线天线的基本组成部分, 任意线天线均可看成 是由一系列电基本振子构成的。
二、电流元的辐射场 Idl 1 jr z z Er j cos ( 3 j 2 )e 20 r r Idl 1 2 jr E j sin ( 3 j 2 )e 40 r r r Idl 1 j j r lO O H sin ( 2 )e l dl 4 r r E 0 H 0 Hr 0 x x
上的辐射功率流密度Smax，与相同输入功率在理想无方向性
天线在同一位置处的辐射功率流密度S0之比。
G AD
18:21
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第五章 天线基本原理与技术
由方向系数及增益定义，有：
Smax G A S0 2 输入功率 Em 2 2 r Em P 240 Pi P 60 P A 2 4 r 2 r 2 Em 60 Pi 由上式可得一个天线最大辐射方向上的场强为
0
20
40
6
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cos
(1
cos
)e
jkr
e
jk
( xs
sin
cos
ys
sin
sin )
2r
对其积分可得
E
j 1 sin (1 cos )e jkr 2r
s
E e dx dy s jk ( xs sin cos ys sin sin )
y
ss
E
j 1 cos(1 cos )e jkr 2r
s
E e dx dy s jk ( xs sin cos ys sin sin )
第6章 面天线
矩形喇叭
圆锥喇叭
单反射面天线
双反射面天线
波多黎各岛上的阿雷西博天文台射电望远镜，300m口径
500米口径球面射电望远镜（FAST）项目，中国，贵州
透镜天线
生活中常见的面天线
相似的应用
光波的汇聚和传播
声波的汇聚和传播
提高某方向音量
天线的辐射结构是一个面（平面或曲面），其上的 辐射源是电流或电磁场。
y
ss
E面内，φ=90°
E
j 1 cos e jkr 2r
s
E
s y
e
jkys
sin
dxs
dys
E 0
H面内，φ=0°
E 0
E
j 1 cos 2r
e jkr
s
E
s y
e
jkxs
sin
dxs
dys
方向系数及口径利用效率
主要讨论同相场平面口径天线，或近似同相场情况
D( ,)
特定方向辐射功率每位立体角
D
4 2
ES (x, y)dxdy
S 2
ES (x, y) dxdy
4 2
E
2 0
(
dxdy)2
S
E
2 0
dxdy
4 2
dxdy
S
4 2
A
S
S
A——天线口径几何面积，此时面天线获得最大方向系数。
口径场如为不均匀分布，包括幅度与相位不均匀分布，方向系数可以表示为
D
4 2
Ae
4 2
Aa
2
ES (x, y)dxdy
因此H面第一旁瓣电平为
SLLH 20 lg 0.071 23.0dB
E面第一旁瓣电平为
SLLE 20 lg 0.212 13.5dB
可见，口面场按余弦分布时，其 H面的波瓣变宽，但是副瓣电平降低。
总结
(1) 在平面口面的法向方向上，辐射最大。 (2) 旁瓣电平与口面效率取决于口面场的分布情况。口面场越均匀， 口面利用系数越大，旁瓣电平越高，与口面尺寸无关。 (3) 在口面场分布一定的情况下，口面尺寸越大；或在口面尺寸一定 时，口面分布越均匀，主瓣越窄，方向系数越大。
域内产生相同电磁场的等效场源代替，这就是等效原理。等效原理
的根据是电磁场唯一性定理。
满足Maxwell方程和边界条件的解是唯一的。
E1 H1
E1 H1 J1 Jm1
V2 V1
S
E1 H1 Js n V2
Jms
EH
V1 S
E1 H1 Js n V2
Jms 00
V1 S
实际问题
等效问题
卢夫等效问题
等效步骤：
如何研究和分析面天线？
面天线的分析方法
用严格的方法求解面天线的辐射场，需要根据天线的边界条 件求解电磁场方程。由于数学计算非常复杂，通常采用近似方法 进行分析。
波动光学法是分析面天线常用的方法。它把对场的求解分为 两个独立问题：一是求解包围天线的某一封闭空间V内的场，即 求解内部场。根据求得的解确定包围该天线封闭面上的场。二是 根据惠更斯原理，由封闭面上的场分布求解V以外的其他空间内 的场，即求解外部场（辐射场）。
总辐射功率/4
特定方向辐射功率每单位立体角为
P0 ( ,)
0 0
EP ( ,) 2 r 2
0 0
EM2
F
2
(
,
)r
2
同相口径场的辐射场通常是在口径的法线方向取得最大值
EM
EP (
0)
je jkr
r
ES (x, y)dxdy
S
总辐射场功率即通过天线口径的全部实功率
P
0 0
S
2
ES (x, y) dxdy
可见，口面场均匀分布的矩形口面，其半功率波瓣宽度和旁瓣电 平与单元数较多的边射阵相同。
口面场振幅沿X轴余弦分布的矩形口面
E
s y
Eo
cos xs
D1
代入口面辐射场在E面和H面的一般公式
EE
AS
2
1 cos
2
sin 2 2
EH
AS 2
1 cos
2
cos1
1
(2
1
)2
（1）方向系数和效率
2
Eys Eo
D1
D2
EE
EH
j 1 cos 2r
j 1 cos 2r
2
2
e jkr Eo dxs e jkys sin dyse
D1
D2
2
2
D2
D1
2
2
e jkr Eo dys e jkxs sin dxse
D2
D1
2
2
可得积分结果
EE
EH
AS 1 cos
2
AS 1 cos
Em
j
Eysdxdy
2r
e
jkr
(e
sin
e
cos
cos
)
矢量叠加
E
Ee
Em
j
E
s y
dxdy
2r
(1
cos
)e
jkr
(e
sin e
cos )
面元在空间一点的辐射场包含两个正交分量
E
j
Eysdxdy sin (1 cos )e jkr 2r
E
j
Eysdxdy cos(1 cos )e jkr 2r
cos
(1
cos
)e
jkR
2 R
x
图中 R r r' er r (xs sin cos ys sin sin )
r' ex xs ey ys 每个小面元的位置矢
dE
j
E
s y
dxdy
sin
(1
cos
)e(
xs
sin
cos
ys
sin
sin
)
2r
dE
j
E
s y
dxdy
D
4 2
ES (x, y)dxdy
S 2
ES (x, y) dxdy
S
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E
2 0
(
S
cos( xs
D1
)dxdy)2
2
E
2 0
S
cos(
xs
)
D1
dxdy
4 2
A
8
2
0.81
4 2
A
a 0.81
（2）方向函数 当口面尺寸较大时，E面及H面的方向函数可近似为
FE ( )
sin( 2 ) 2
微带天线？ 辐射结构不是面，而是缝隙，仍然是线。
对应线天线，辐射结构是一个线。
•面天线的基本结构包括（1）初级源，如波导、喇叭天线 （2）形成方向性的部件，如喇叭口面、反射面
•面天线的口面或口径可以有各种形状，常用矩形和圆形。
•面天线的优点：结构简单，增益高。
G
4 2
Ae
•类比阵列天线，也可以提高增益，但结构较复杂。
带入方向系数定义式得
2
D(
,)
4
P0 (
P
,)
4 2
ES (x, y)dxdy
S
2
F 2 ( ,) DF 2 ( ,)
ES (x, y) dxdy
S
式中
2
D
4 2
ES (x, y)dxdy
S 2
ES (x, y) dxdy
是面天线最大辐射方向（θ=0°）的方向系数
S
天线口径场如果为均匀分布？
2
eˆy Eys
eˆx
H
s x
z
n
H
s x
Eys O
dx
dy
x
根据等效原理，等效电流和磁流面密度为
Js n Hs ez (ex)Hxs eyHxs
y
Jms n Es ez eyEys exEys
z
n
J
s m
J
s e
O
dx
dy
x
面元极小，面元的辐射可以认为 由两个相互垂直的等效电流元和等效 磁流元来代替。
场强的模值为
E
E2
E2
E
s y
dxdy
2r
(1 cos )
则面元的归一化方向函数为
F , (1 cos )
2
330
30 0
300
90 1 60
0. 8 0. 6 0. 4 0. 2
270
240
120 150 180
210
面元的二维方向图
方向系数3.8dB 波束宽度131°
单独电流元或磁流元时，辐射是全向的。但对于面元，电流元 与磁流元同时存在且相互垂直时，就构成单向的辐射。
y
I Jsdx ey Hxsdx
Im Jmsdy ex Eysdy