电磁波传播和天线技术
电磁波传播基本知识和天线原理
一、电磁波传播基础知识
空间分集：单极化天线
极化分集：双极化天线
接 收 信 号 强 度
接收距离
一、电磁波传播基础知识
绕射传播
电波在传播途径上遇到障碍物时，总会力 图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫 做电波的绕射。
信号质量受到影响的程度不仅和接收天线 距建筑物的距离及建筑物的高度有关，还 和频率有关，频率越高，建筑物越高、越 近，影响越大。相反，频率越低，建筑物 越矮、越远，影响越小。 因此，选择基站场地以及架设天线时，一定要考虑到绕射传播可能产生的 各种不利影响。 （要点：近处、水平/垂直主波束+/-10dB内无遮挡）
特殊应用中才会考察垂直面方向图的前后比，
比如基站背向区域有超高层建筑物。
后向功率
前向功率
三、天线主要性能参数
根据天线辐射参数对网络性能影响程度，可分类如下：
对网络的不同影响程度
满足网络覆盖要求的基础指标
天线参数
水平面波束宽度、波束偏移及方向图一致性 垂直面波束宽度及电下倾角度 前后比 增益
能够提升网络通信质量的辅助指标
对网络的不同影响程度
满足网络覆盖要求的基础指标
天线参数
水平面波束宽度、波束偏移及方向图一致性 垂直面波束宽度及电下倾角度 前后比 增益
能够提升网络通信质量的辅助指标
交叉极化比 上旁瓣抑制
对网络性能有影响的辅助指标
下零点填充 方向图圆度
三、天线主要性能参数
半功率波束宽度：在方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密
京信通信 未来无限延伸
一、 电磁波传播基础知识 二、天线辐射原理 三、天线主要性能参数 四、天线分类
二、天线辐射原理
天馈系统简介
微波天线原理
微波天线原理
微波天线原理是基于电磁波的传播和辐射原理。
微波天线通过在空间中产生并辐射电磁波来实现与外界的通信。
微波天线的基本结构包括导体元件和支撑结构。
导体元件一般由金属材料制成，通过电磁波的传导和辐射来实现与外界的通信。
导体元件的形状和尺寸决定了其在特定频率下的辐射特性。
微波天线的工作原理是利用导体材料中的自由电子在外加电场的作用下进行振荡和辐射电磁波。
当高频电流通过导体元件时，导体中的自由电子将开始振荡并辐射电磁波。
这些振荡的电子形成了电流的环流，从而在周围空间中产生电磁波。
微波天线的辐射特性可以通过其形状和尺寸进行调节。
例如，天线的长度和宽度可以决定辐射电磁波的频率范围和方向性。
此外，通过对导体元件的设计和优化，可以实现天线的高增益、低失真和高效率。
微波天线的辐射功率与输入功率之间的关系可以通过驻波比来描述。
驻波比是指输入功率和反射功率之间的比值。
当驻波比较小时，天线的辐射效率较高。
因此，优化天线的设计和匹配电路可以最大限度地提高天线的性能。
总之，微波天线利用导体元件的振荡和辐射原理来产生和辐射电磁波，从而实现与外界的通信。
通过优化天线的设计和匹配电路，可以提高天线的效率和性能。
电磁波传播与天线
8
基本概念 无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线 电波在真空中的传播速度等于光速。我们用Ｃ＝３００００ ０公里／秒表示。在媒质中的传播速度为：Ｖ ε ` ＝Ｃ/√ ε ， 式中 ε 为传播媒质的相对介电常数。空气的相对介电常数与 真空的相对介电常数很接近，略大于１。 因此，无线电波在空 气中的传播速度略小于光 速，通常我们就认为它等 于光速。
4.4 电磁波传播与天线
1
一、电磁波基本概念
二、天线接收原理
三、天线的种类 四、天线的参数
2
一、电磁波基本概念
1、 电磁波的辐射
3
基本概念 无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁 场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。
4
基本概念 2、 电磁波相角
无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变 化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向 称为电波的极化方向。如果电波的电场方向垂直于地面，我 们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行， 则称它为水平极化波。
线极化天线接收任一圆极化波时，都要产生３分贝的极化损失，即只能接
收到来波的一半能量； 当接收天线的极化方向（例如水平或右旋圆极化）与来波的极化方 向（相应为垂直或左旋圆极化）完全正交时，接收天线也就完全接收不到 来波的能量，这时称来波与接收天线极化是隔离的。
30
基本概念 三、天线的种类
1、半波振子天线
16
基本概念
超短波的传播
无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同。目前 GSM和CDMA移动通信使用的频段都属于UHF（特高频）超 短波段，其高端属于微波。 超短波和微波的视距传播 超短波和微波的频率很高，波长较短，它的地面波衰减很 快。因此也不能依靠地面波作较远距离的传播，它主要是由 空间波来传播的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可 见的地方。在直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照 明区”。在直视距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。
2023年电波传播与天线专业介绍及就业方向
2023年电波传播与天线专业介绍及就业方向电波传播与天线是一门涉及电磁波传播、天线设计与制造等多方面知识的学科。
在现代信息技术迅猛发展的背景下，电波传播与天线的研究及应用越来越广泛，其应用范围涉及到通讯、雷达、导航、卫星等多个领域。
下面将对电波传播与天线专业的介绍及就业方向做出详细阐述。
一、电波传播与天线专业介绍1.专业知识电波传播与天线专业涉及电磁波传输的基础理论、电磁场理论、电波传播原理、天线设计、制造和调试等多方面知识。
学生在学习过程中需要具备较强的数学、物理学知识基础，了解电子工程学、通信工程学、计算机科学等相关领域的知识，掌握一定的基础软件应用技能。
2.专业技能电波传播与天线专业需要学生具备一定的实验设计能力，掌握相关软件的使用方法，如ANSYS、HFSS等。
在学习过程中，需要开展电波传播实验，天线制造和调试实验等，以提高学生的实践动手能力和创新实验设计能力；毕业后，要能够设计和开发具有较好性能和可靠性的电波传播系统、天线及其组件。
3.专业应用领域电波传播与天线专业毕业后，可从事以下领域的研究和实践：（1）通讯领域：该领域的工作包括通信终端设备的设计、通讯网络的规划和部署、通讯系统的运维及优化等方面。
（2）雷达与导航领域：在雷达与导航领域，该专业毕业生可以从事雷达天线、导航天线及其组件的设计研发。
（3）航天领域：在航天领域，电波传播与天线专业毕业生可以从事射频系统、天线、通信系统的研究、设计和制造等工作。
（4）卫星通信：应用电波传播与天线专业的学生可以从事卫星通信领域内的天线设计、开发和制造、卫星通信系统的规划和部署等工作。
二、电波传播与天线专业就业方向1.电信公司电信公司需要专业技术人才参与到移动通信网络的规划、设计、建设、运营管理等环节。
在通信技术的发展中，电波传播与天线专业人才具有非常重要的作用。
2.国防企业在国防领域，电波传播与天线专业人才可以从事雷达、航天、导航等领域的设计、研发工作。
接收天线工作原理
接收天线工作原理
天线是一种用于接收或发射无线电波的装置，它是无线通信系统中至关重要的部件之一。
天线的工作原理可以通过以下步骤来解释：
1. 辐射和接收电磁波：天线通过将电能转换为电磁波来辐射无线电信号，或者将接收到的电磁波转换为电能。
这种转换的过程使用电磁感应或者电磁辐射的原理。
2. 电磁波的传播：当天线辐射电磁波时，这些波通过空间传播，向周围的环境辐射。
这些电磁波传输的能量可以被其他天线接收，并在接收端被转换为有用的信号。
3. 调谐和匹配：天线的设计要考虑到所使用的频段和频率范围。
每个频段或频率都有特定的天线参数要求，包括天线长度、宽度和形状等。
天线的结构、尺寸和形状必须与所用的频率匹配，以提供最佳的性能。
4. 收集和发射能量：天线通常具有特定的方向性，它们可以集中收集或发射特定方向上的电磁波。
这就要求天线能够在特定的方向上具有良好的辐射和接收特性。
5. 构造和材料：天线的构造材料也对其性能有重要影响。
通常使用金属或者导电材料制造天线，因为它们有良好的电磁波的导电和辐射性能。
总的来说，天线通过辐射和接收电磁波来完成无线通信的功能，
通过一系列的设计和参数设置来实现对电磁波的合理利用和优化，从而提供高效的无线通信能力。
天线与电波传播_完整版
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in
c
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os
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§1.2 电基本振子
近区场的性质：由于电场和磁场相差90度，故坡印 廷矢量的平均值等于零，这说明无电磁场能量辐射， 称为感应场。
远区场：当 kr 1 时称为远场区，电磁场主要由 kr 的低次幂项决定，故可略去 kr 的高次幂项，得
Er E
E
j
H
k I0l
4
rerjkHr sin0
磁的基本单元是磁偶极矩，它可以看作是正负磁 荷的组合。然而，正负磁荷却不能分开，自由磁荷 不能单独存在。所以，在电磁理论中我们不能引入 磁荷密度和磁流密度等概念。
§1.3 磁基本振子
1931年，英国的著名物理学家狄拉克（1933年诺 贝尔物理学奖获得者）首先从理论上讨论了磁单极 子存在的问题。1975年，加利福尼亚和休斯顿大学的 一个小组宣称，他们从高空气球的实验中发现了磁 单极子，曾哄动了当时的物理学界。但后来发现， 如果正确考虑实验中的系统误差，从他们的实验结 果中并不能得出这个结论。1982年3月，美国斯坦福 大学的卡布莱拉又宣称，他利用一个在9K温度下的 铌超导线圈捕捉到一个磁单极子。不过至今许多类 似的实验始终未能发现同样的事例。
A
j
洛伦兹条件：
A j
1
A
j
2 A k 2 A J
E jA jA j
1
A
因此，知道
A
H
1
A
A
E jA jA j
1
A
§1.1 辅助函数法
2 A k 2 A J
A
4
v
Jx,
y,
z
e jkR R
dv
－体电流
A
简述天线的工作原理
简述天线的工作原理
天线是无线通信系统中的一个重要部件，其工作原理是将电磁波转换为电信号或者将电信号转换为电磁波。
天线的接收功能是通过接收电磁波并将其转换为电信号。
当电磁波通过天线时，它会产生一个交变的电场强度和磁感应强度。
这些交变的电场和磁场会在天线中激发电荷和电流。
随后，电荷和电流会在天线的导线或者其他导体中传递，并经过放大和处理最终转换为电信号。
天线的发送功能是通过将电信号转换为电磁波并传输出去。
当电信号通过天线的导线或者其他导体时，它会产生一个交变的电流。
这个交变的电流会在天线中激发一个交变的电场和磁场。
随后，这个电场和磁场会形成一种电磁波，并以光速传播出去。
天线的工作原理可以总结为以下几点：
1. 天线接收电磁波并将其转换为电信号。
2. 天线发送电信号并将其转换为电磁波进行传输。
3. 天线通过激发交变的电场和磁场来实现电信号和电磁波之间的转换。
4. 天线的导线或者其他导体中的电荷和电流在工作过程中起到关键作用。
通过天线的工作原理，无线通信系统可以实现信号的传输和接收。
不同类型的天线有不同的设计和工作原理，例如定向天线，全向天线等，可以根据实际应用的要求进行选择和使用。
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。
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电磁波传播和天线技术
在现代通信技术中，电磁波传播和天线技术是不可或缺的两个
部分。
电磁波作为一种电磁辐射形式，在信息传输和接收中具有
重要的应用价值。
而天线则是将电磁波从信号源传输到接收器的
一种装置。
本文将探讨电磁波传播和天线技术的原理和应用。
一、电磁波传播原理
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种辐射形式。
电磁
波在空间中传播时，它的传输速度是一定的，即光速
（299,792,458米每秒）。
在自由空间中，电磁波的能量可以传播
到很远的距离，但会逐渐衰减，直至消失。
电磁波的频率和波长是决定其传播特性的两个重要参数。
频率
越高，波长越短，电磁波的穿透能力就越弱。
例如，无线电波的
波长较长，能穿透建筑物和树木，但受到地球曲率的限制，不能
传播得太远。
而微波、红外线和可见光波长较短，穿透能力较弱，但传输距离较远。
电磁波在传输过程中受到障碍物的影响也是不可避免的。
信号
的衰减、多径传播和反射等现象会对信号的质量产生影响。
因此，在实际应用中，需要通过天线技术和信号处理技术来弥补这些影响。
二、天线技术原理
天线是将电磁波从信号源传输到接收器的装置。
它的主要作用
是将电磁波从电路中转换为自由空间中的辐射波。
天线的形状和
大小取决于所传输的信号的频率和波长。
天线的信号收发特性与其结构有关。
如果天线的结构与信号的
波长匹配，则可以最大限度地获取信号。
例如，在接收WIFI信号时，我们通常使用带有小型晶片天线的路由器来接收信号。
天线的特性除了与其结构有关，还与其所处环境有关。
例如，
移动电话天线的特性会受到其周围环境的影响，如建筑物和树木等。
此外，天线的方向性也是一个重要的特性。
向各个方向辐射
的天线称为全向天线，而只向特定方向辐射的天线称为定向天线。
三、应用案例分析
电磁波传播和天线技术在现代通信中应用广泛。
以下是一些典型的应用案例：
1.卫星通信
卫星通信是通过卫星将信号传输到地面的通信方式。
在卫星通信中，天线具有非常重要的作用，它必须能够接收到来自卫星的信号，并将信号转发给相应的设备。
在卫星通信中，不同的频段需要不同的天线形状和大小，以最大限度地获取信号。
2.无线电通信
无线电通信是指通过无线电波进行通信的方式。
在无线电通信中，通常使用天线来接收和发射信号。
例如，收听广播电台和使用WIFI热点连接网络都需要使用天线。
3.天线阵列
天线阵列是一组相互连通的天线，通常用于提高接收信号的质量和方向性。
天线阵列可提供比单个天线更高的收发增益并降低背景噪声。
高频率应用的天线阵列可以在雷达、无线通信和卫星通信等领域中使用。
4.雷达系统
雷达系统是一种使用电磁波进行探测和定位目标的技术。
雷达系统包括发射机、天线、接收器和信号处理器。
天线是雷达系统中最重要和关键的部件之一，它起到收集反射信号的作用。
总之，电磁波传播和天线技术是现代通信中最基本和重要的技术之一。
随着通信技术不断发展，电磁波传播和天线技术也在不断创新和发展，为我们的生活和工作提供更方便的通信手段。