第三章 天线的性能参数
优点：形象，直观。 缺点：复杂，难画。
b.平面方向图
由于立体方向图复杂难画，一般只绘出两个互相垂直的 典型平面的方向图，用来联想场在空间分布的大致情况。 立体方向图可用几个平面的图形来表征。
主平面：两个相互垂直的平面 主平面的选取 a) 线天线 子午面（E面）：包含天线导线轴的平面 赤道面（H面）：垂直于天线导线轴的平面 b) 架设在地面上的天线 水平平面 铅垂平面 c) 超高频天线 E面：最大辐射方向和电场所在的平面 H面：最大辐射方向和磁场所在的平面
第三章 天线的性能参数
吕剑刚 lv.jian.gang@
本章主要内容
场区划分 天线参数计算 相关定理 对称振子
3.1 场区的划分
1. 远场近似
e -j kR A J dv ' 4 R v
'
R———源点到场点的矢径； 在直角坐标系中 R ( x x ) ( y y )
Ez E sin
为了满足导体表面的边界条件导体内感应出
E ' z E sin
则产生元电动势 2
E ' z dz E sin dz
接收电流的大小 a. 与方向θ有关 a)沿线各点的相位是不同的, 此相位与方向有关 ' b) E z与sinθ成正比 b.与天线的几何形状和尺寸密切有关
z
eA Cle F ( )E
E
长为l的电基本振子的感应电动势为：
eA le E sin
对比可得C=1
因此，
le F ( )E eA I Z Z in Z Z in eA le F ( )E ——接收天线的感应电动势
分析： a. Z in在发射和接收时相同 b.方向性函数在发射和接收时相同。 接收天线的方向函数： eA 与来波方向θ的函数 c.接收天线的有效长度与该天线用作发射时的相同。 接收天线的有效长度： le eAmax / E
（2）辐射阻抗和输入阻抗
（3）天线的效率
各波段天线的效率 长中波天线：辐射效率低，可能低于10% 原因：天线的长度和高度与波长比较小 馈线间的阻抗匹配较差 超短波、微波天线：效率较高，甚至达100%
(4) 天线的方向性：
方向性函数
例：基本电振子的辐射方向图
方向图
将方向函数用图形表示就称为天线的 方向图。 1) 方向图分类 a . 立体方向图 天线的辐射作用分布于整个空间，因 而天线的方向图是一个三度空间的分布 图形。
（7）极化
（8）工作频带宽度
（9）功率容量
输入到天线上的功率不可能无限制增大，其主 要限制在于天线表面的电场和介质材料的性质， 即由天线周围的空气及天线绝缘子的介电强度 决定。
3.3 接收天线理论
接收天线——接收机的信号源 接收机—— 接收天线的负载
3.3.1天线接收无线电波的物理过 程 1.物理过程 电波的电场可分为两个分量 a.垂直于振子轴所构成 的平面的分量 E b.在上述平面内的分量E E 又可分解为： 一个与导体垂直的分量 一个与导体平行的分量 天线接收无线电波的物理过程
I 21 (Z1 Zin1 ) I12 (Z 2 Zin2 ) le1F1 (1 )E 2 11 le 2 F2 ( 2 )E 1 2 2
I 21 (Z1 Zin1 ) I12 (Z 2 Zin2 ) le1F1 (1 )(E 2 11 ) le 2 F2 ( 2 )(E 1 2 2 )
电动势
式中： Z 2
Z in2 ——天线1的输入阻抗
e 2 , 输入电流： I 2 e2 Z 2 Z in2 —— e 2 的内阻
30 kl e 2 I 2 E 21 F2 ( 2 )eθ 2 r
天线1在天线2处产生的电场为
——天线2的有效长度 F2 ( 2 ) ——天线2用作发射天线的方向性函数 eθ 2 ——天线2振子轴和矢径r之间夹角 2 增加 的方向。 将 I 2代入 E 2 1 得：
远区辐射场的近似计算
3.2 发射天线的性能参数
发射天线的作用：一、是将导行波转换为自由 空间波；二、 是定向辐射。 发射天线的参数就是根据这两种作用规定。
（1）功率密度和辐射强度
例子：基本电振子的辐射功率和辐射强度
基本电振子远区场：
Il E j sin e jkr 4r Il jkr H j sin e 4r Er 0 H r H E 0
在远场区
r D
则
D——天线的最大直径
r r ' r ' cos
令
'
在分母中 在相位中
Rr
'
R取级数的前两项
,
R r r (r r ) r r cos
2.远场区的定义 若 rff ——远场区的起始距离， 则 r rff 为远场区。
rff 的定义：
• •
等式左侧： E 2 11 ——作用于天线1的电场强度。 I 21 ——天线1接收时，天线端子的电流。 Z ——接于端子1—1上的负载
1
le1 、 F1 (1 )和Zin1为天线用作发射天线的参数
I (Z Z in ) C le F ( )E
I——接收电流 Z——天线的负载 Z in ——天线用于发射的输入阻抗 le ——天线用于发射时的有效长度
'
r r ' 2 ˆ ˆ ˆ.r ˆ ' )[1 (r ˆ.r ˆ' )2 ] [1 (r.r ) ] 2 (r 2r 2r
'2 '3
'2
'3ຫໍສະໝຸດ r r ' cos
'
若 r r ，则随着 r 幂次的增大， 级数中的项依次减小。
'
r r sin 2 2 cos sin 2 2r 2r
' 2
' 2
( z z ' )2
在球坐标系中
R r - r , (r2 2r r ' r '2 )1/ 2 2r r ' r '2 1/ 2 r (1 2) 2 r r
利用 r r 求R的近似表达式， 采用二项式定理将R展开
'
ˆ r ˆ ,) R r r (r
安放在任意相对位置。 两天线之间的距离充分远
a.两天线间没有其它场源。 b.空间的媒质是线性的且各向同 性的。 则发射天线和接收天线系统等效为线 性四端网络.
3. 应用互易原理对接收天线进行分析
1) 天线1发射，天线2接收。
天线1: 式中：
电动势
e1
Z in1
Z1
—— 1 的内阻 ——天线1的输入阻抗
平行射线近似不再成立的距离 由于忽略级数的第三项所引起的 路程偏差为λ/16或对应的相位 偏差为π/8时的r值。
r 2 sin 第三项 2r
取
r' D 2
'2
900
代入并令其等于λ/16
( D / 2) 2 2r 16
为了远场简化，在远场区取 kr 1 即 r
则
rff
2D
2
远场条件：
r 2D2
r D r
远区场的特点： •电场与磁场互相垂直，并垂直于传播方向。 •电场与磁场满足平面波关系。 •天线辐射实功率。 •场的角分布与距离无关。
3. 近场区的定义： r
2D2
为近场区
若R的近似取前三项，令第四项的最大值为λ/16 D3 r 0.62 则可得 1） 0.62 D3 / r 2D2 / 为辐射近场区 辐射功率>无功功率 场的方向图是r的函数 可能有相当大的径向分量 2） 为感应近场区 0 r 0.62 D3 / 无功功率占优势
端口1—１：e , 端口2—２的 Z 2 中：I12 1 端口２—２： e , 端口１—１的 Z 中：I
2
1
21
——网络理论中的互易原理
e1 e2 I12 I 21
互易定理法：将电路理论中 的互易定理推广到场 的情况，并用 以分析天线 ２. 将发射天线和接收天线系 统等效为线性四端网络
设：两个任意相同或不同的天线1和2,
D Dmax
Smax S0
Pr Pr 0
Emax E0
2
2
Pr Pr 0
U max U0
(3 20)
Pr Pr 0
天线的方向性系数也可以定义为：当同一接收点（位 于被研究天线的最大辐射方向）上辐射功率密度或场 强相同时，参考天线与被研究天线的辐射功率之比， 即
D Dmax Pr 0 Pr (3 21)
rE 1 2 ( Z1 Z in1 ) e1eθ1 30kle1F1 (1 )
在上式两侧对 E 2 1 取标积，整理后得：
r ( Z1 Z in1 )(E 1 2 E 2 1 ) e1 30kle1F1 (1 )(eθ 1 E 2 1 )
2)天线2发射，天线1接收。
天线1:
e1 e2 I12 I 21
将 e1 和 e 2 代入
得：
I 21 (Z1 Z in1 ) I12 (Z 2 Zin2 ) le1F1 (1 )(eθ1 E 2 1 ) le 2 F2 ( 2 )(eθ2 E 1 2 )
令：E 21θ1
E 2 1 eθ1 E 12θ2 E 12 eθ2 得：
e
,
输入电流：I1
e1 Z1 Z in1
天线1在天线2处产生的电场为
E12
le1
3天线的电参数
天线参数（8）-输入阻抗
天线通过传输线与发射机相连，天线作为传输线的 负载，与传输线之间存在阻抗匹配的问题。
天线与传输线连接处称为天线的输入端，天线输入 端呈现的阻抗值定义为天线的输入阻抗，用Zin表示
Zin
Uin Iin
Rin
jXin
输入电阻，对应有功功率， 以辐射和损耗两种方式耗散 掉
Emax
60Iinlein r
l I z dz
lein o Iin
2021/5/14
天线在最大辐射方向上辐射强度的增加是以其它方 向上辐射场的减小为代价的
2021/5/14
天线的方向系数值越大，天线的方向性越好 采用高方向性的发射天线，可节约发射功率 采用高方向性的接收天线，可提高信号的信噪比
微波波段 D=10000，采用无方向性天线，需要的发射功率为50kw。 若采用微波天线，需要的发射功率为50kw/D=5w。若接收 天线也为微波天线，则需要的发射功率仅为0.5mw。
天线参数（3）-前后比
前后比是指天线的前向辐射功率和后向辐射功率之比
后向功率
2021/5/14
前向功 率
前后比较差
2021/5/14
前后比较好
天线参数（4）-方向系数
定义：
某一天线的方向系数是它在最大辐射方向上某 一距离处的辐射功率密度和辐射功率相同的无方向 性天线在同一距离处的辐射功率密度之比值。用D 表示
无方向性天线
产生的功率密度均匀分布在以天线为中心的球面上，无方向性
方向系数函数： D,
2021/5/14
p0
P
4 r2
E0 2
240
E0
2
60P r2
天线的主要性能指标和相关知识
天线的主要性能指标1、方向图：天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。
以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。
一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。
平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。
描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半〔场强下降到最大值的0.707倍，3dB衰耗〕的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。
一般地，GSM定向基站水平面半功率波瓣宽度为65°，在120°的小区边沿，天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。
2、方向性参数不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的锋利程度，我们引入方向性参数。
理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。
我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比拟，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。
3、天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。
增益是在同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。
由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。
一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。
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。
4、入阻输入阻抗输抗是指天线在工作频段的高频阻抗，即馈电点的高频电压与高频电流的比值，可用矢量网络测试分析仪测量，其直流阻抗为0Ω。
天线的主要参数
天线的主要参数一、引言天线是无线通信系统中至关重要的组成部分，它负责将无线信号转换成电磁波并进行传输。
天线的性能直接影响到通信系统的覆盖范围、传输质量和容量等方面。
本文将探讨天线的主要参数，包括增益、方向性、频率响应、带宽、极化和效率等。
二、增益增益是衡量天线辐射功率相对于理想点源天线的能力的参数。
增益越高，天线辐射的功率越大，覆盖范围也就越广。
增益的单位通常用dBi（dB相对于理想点源天线）来表示。
天线的增益受到天线结构、天线尺寸和工作频率等因素的影响。
三、方向性方向性是指天线在空间中辐射或接收电磁波的能力。
天线的方向性可以分为全向性和定向性两种。
全向性天线可以在水平方向上均匀地辐射或接收信号，适用于需要覆盖全方向的应用场景。
定向性天线则可以将信号主要辐射或接收到某个特定方向，适用于需要特定方向性的应用场景。
四、频率响应频率响应是指天线在不同频率下的辐射或接收能力。
天线的频率响应通常以辐射图或接收图的形式呈现，用于描述天线在不同频段下的辐射或接收特性。
频率响应对于天线的设计和使用非常重要，不同频率下的天线性能差异可能导致通信系统的不稳定性或性能下降。
五、带宽带宽是指天线能够工作的频率范围。
天线的带宽决定了它在不同频段下的适用性。
带宽越宽，天线在不同频段下的性能越稳定。
带宽可以通过调整天线结构和参数来进行优化，以满足不同频段的需求。
六、极化极化是指天线辐射或接收电磁波时电场或磁场的振动方向。
常见的极化方式包括水平极化、垂直极化和圆极化等。
天线的极化方式需要与通信系统中其他设备的极化方式相匹配，以确保信号的传输效果。
七、效率效率是指天线将输入的电能转换成辐射电磁波的能力。
天线的效率越高，输入的电能转换成辐射电磁波的比例就越大，系统的传输效率也就越高。
天线的效率受到天线结构、材料和工作频率等因素的影响。
八、总结天线的主要参数包括增益、方向性、频率响应、带宽、极化和效率等。
这些参数直接影响到天线的性能和应用范围。
第三章-天线的性能参数PPT课件
53
54
55
56
（6）有效长度
57
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59
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（7）极化
61
62
63
64
65
66
（8）工作频带宽度
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（9）功率容量
输入到天线上的功率不可能无限制增大，其主 要限制在于天线表面的电场和介质材料的性质， 即由天线周围的空气及天线绝缘子的介电强度 决定。
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在球坐标系中
3
R r-r, (r2 2rr' r'2)1/2
r(12rr2r'
r'2 r2
)1/2
利用 r ' r 求R的近似表达式，
采用二项式定理将R展开
Rrr'(rˆrˆ,)r'2[1(rˆ.rˆ')2]r'3 (rˆ.rˆ')1[(rˆ.rˆ')2]
2r
2r2
rr'cosr'2si2nr'3 cossi2n
10
远区辐射场的近似计算
11
12
3.2 发射天线的性能参数
发射天线的作用：一、是将导行波转换为自由 空间波；二、 是定向辐射。
发射天线的参数就是根据这两种作用规定。
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（1）功率密度和辐射强度
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15
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例子：基本电振子的辐射功率和辐射强度
基本电振子远区场：
E
j Il 4 r
6
偏差为π/8时的r值。
第三项 r '2 sin 2
2r
取 r' D
2
900 代入并令其等于λ/16
(D/ 2)2
天线性能的主要参数
天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。
1天线的输入阻抗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。
xx：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，回波损耗越大表示匹配越差，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。
2天线的极化方式所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。
另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
天线主要性能指标和相关知识
天线主要性能指标和相关知识天线的主要性能指标1、方向图：天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。
以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。
一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。
平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。
描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半（场强下降到最大值的0.707 倍，3dB 衰耗）的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。
一般地，GSM 定向基站水平面半功率波瓣宽度为65°，在120°的小区边沿，天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。
2、方向性参数不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。
理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。
我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2 与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02 的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。
3、天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。
增益是在同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。
由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。
一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。
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。
天线的主要性能指标
天线的主要性能指标天线是无线通信系统中的重要组成部分，它的性能直接影响到通信系统的稳定性、可靠性和性能。
天线的主要性能指标可以分为以下几个方面。
1.频率范围：天线的频率范围是指天线能够工作的频率范围。
不同的无线通信系统需要不同的频率范围，因此天线的频率范围应该能够覆盖所需的频率范围。
2.增益：天线的增益是指天线在特定方向上相对于理想同轴电缆天线的功率增加量。
增益越高，天线的接收和发射效果就越好。
增益与天线的指向性有关，指向性越高，增益越高。
3.方向性：天线的方向性是指天线在空间范围内辐射和接收电磁信号的特性。
天线的方向性可以通过天线的辐射图来表示，主要包括主瓣方向和边瓣。
4.波束宽度：波束宽度是指天线主瓣的宽度，也可以理解为天线对信号的接收和发送的方向选择性。
波束宽度越小，方向选择性越好，但覆盖范围也会减小。
5.阻抗匹配：天线的阻抗匹配是指天线的输入阻抗与馈线的阻抗保持一致。
阻抗匹配不好会导致信号的反射和损耗，影响信号的传输质量。
6.驻波比：驻波比是指天线输入端口处的反射波和传输波之比。
驻波比越小，说明天线的阻抗匹配越好，信号的传输质量越好。
7.前后比：前后比是指天线在其中一方向上的辐射功率与在反方向上的辐射功率之比。
前后比越大，说明天线的方向性越好，信号的传输干扰越小。
8.极化方式：天线的极化方式有垂直极化、水平极化、圆极化等。
天线的极化方式应与无线通信系统的极化方式一致，以保证信号的传输效果。
9.环境适应性：天线的环境适应性是指天线在不同的环境条件下的性能表现。
例如，天线在恶劣天气条件下的性能是否稳定，是否受到周围物体的干扰等。
10.承载能力：承载能力是指天线能够承受的最大功率。
天线的承载能力应该能够满足无线通信系统所需的功率要求，以确保天线的稳定运行。
总之，天线的性能指标决定了它在无线通信系统中的适用性和性能表现。
无论是接收还是发射信号，在选购天线时，需要根据具体的应用需求，选择适合的天线，并通过合理的安装和调试，实现最佳的通信效果。
天线主要性能指标和相关知识
天线主要性能指标和相关知识天线的主要性能指标1、方向图：天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。
以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。
一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。
平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。
描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半（场强下降到最大值的0.707 倍，3dB 衰耗）的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。
一般地，GSM 定向基站水平面半功率波瓣宽度为65°，在120°的小区边沿，天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。
2、方向性参数不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。
理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。
我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2 与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02 的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。
3、天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。
增益是在同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。
由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。
一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。
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。
第3章 天线基本原理与技术
第三章 加载天线
第一部分
常见的加载天线
20:31
电子科技大学电子工程学院
近代天线理论
第三章 加载天线
天线加载： 顾名思义就是对天线加一种负载。天线加载可以改变天线 上电流分布，使得天线的输入阻抗能按照一种规律分布。 通过天线加载可以缩短天线的尺寸，改变天线的输入带宽 ，这也是天线小型化必不可少的一种方法。 常见的天线加载方式有： 1.顶部加载：这样的加载时可以在顶部加个盘子或者几根线 。这类代表天线是T型或者倒V型。 2.介质加载：它是通过在天线周围加入一种介质来相对缩短 天线长度，缩短长度的效果与介质的相对介电常数及相对 磁导率有关。 3.分布加载：对天线按一定位置函数加载，输入阻抗也会呈 一定规律变化。 4.集总加载：在天线上一个或几个位置加入集总参数元件， 包括电感电容，通过这样的方式来改变天线上电流分布。
第三章 加载天线
集总加载
Loop 1
Loop 2
Loop 3
balun 1 balun 2
CMRR:-14.8 dB
20:31
CMRR:-27.5 dB
CMRR:-36.8 dB
电子科技大学电子工程学院
近代天线理论
第三章 加载天线
Current Distribution (Loop 1)
20:31
近代天线理论
第三章 加载天线
理论推导-短电偶极子
引入电赫兹矢量表示电磁场：
e A t 2 E e e H ( jw ) e 式中：
2 w2 jw
20 20:31
电子科技大学电子工程学院
第三章 加载天线
第三部分
探地雷达
天线的五个基本参数
天线的五个基本参数
1 关于天线的五个基本参数
天线作为无线通讯的核心技术受到各路观众的广泛关注，五个主
要的 parametric 参数是天线特性的重要参考指标，包括增益、驻波比、半功率角、垂直波束宽度和水平波束宽度。
1 增益
增益(也被称为功率增益)是衡量天线收发能力的重要性能指标，
多用来衡量天线的信号增益真实性，一般越大表示接收和发射信号能
力越强。
一个常见单位是dBi，它是相对于理想天线的增益。
2 驻波比
驻波比是衡量天线稳定性的重要指标，表示通过某一频率的有功
功率与负载的比例，驻波比越高，表示天线稳定性越强。
3 半功率角
半功率角是衡量天线波束宽度的重要指标，是指在半功率容量点
(3dB点)处，天线发出和接收能量线与光轴之间夹角，这个角度越小，表示天线空间分布越集中，优度越高。
4 垂直波束宽度
垂直波束宽度是指一条水平线上，从天线输出的重要能量路径两
头向垂直方向投射的角度。
它受到天线结构的影响很大，我们一般认
为越窄的波束宽度，表示发射的范围越窄，表示天线的利用效率越高。
5 水平波束宽度
水平波束宽度是指一条垂直线上，从天线输出的重要能量路径两头向水平方向投射的角度，是衡量天线射向性的重要指标。
天线的水平波束宽度越窄，表示波束能量线对水平方向的散射越少，传输效率越高。
总之，增益、驻波比、半功率角、垂直波束宽度和水平波束宽度都是专业从事无线通信设计必备的参数，这五个参数从不同的角度反映了天线的性能，所有的参数都应该按照项目特点来进行综合评估。