新聞中心

EEPW首頁 > 模擬技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 天線的主要技術(shù)指標(biāo)

天線的主要技術(shù)指標(biāo)

作者: 時(shí)間:2011-04-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
天線的方向圖

(一) 方向圖

天線輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度在空間各點(diǎn)的分布是不一樣的,為了描述天線這種輻射強(qiáng)度的分布情況,我們可以用矢量來表示。把天線放置于坐標(biāo)原點(diǎn),并使其軸向與z軸方向重合,所有的矢量從原點(diǎn)出發(fā),其長度代表電場(chǎng)強(qiáng)度。用連線連接各矢量端點(diǎn),所圍成的包絡(luò),就是天線的方向圖。顯然,方向圖是三位的,但通常取其水平和垂直兩個(gè)切面,故有水平方向圖和垂直方向圖,或E面(平行于電場(chǎng))和H面(垂直于電場(chǎng)方向)方向圖,如圖3-25所示。

圖 3-25 天線的方向圖(垂直切面)

(二) 主瓣寬度

方向圖反映了天線集中輻射能的情況。通常,方向圖有許多葉瓣,最大輻射方向的葉瓣叫主瓣,其它葉瓣叫旁瓣(或付瓣)。主瓣寬度定義為當(dāng)信號(hào)功率下降到最大輻射方向功率值的一半即-3dB)(即場(chǎng)強(qiáng)下降為最大值的0.707倍) 處,兩點(diǎn)之間的夾角寬度。一般情況下,口徑為D的向拋物面天線,其主瓣寬度可用下式估算:

(3-13)

其中,λ為工作波長

例如:6米C波段天線為0.9°;3米C波段天線為1.8°;1.5米C波段天線為3.6°等。

(三) 副瓣電平

副瓣電平定義為:

副瓣電平=10lg(副瓣最大功率/主瓣最大功率)

(3-14)

副瓣電平高,易對(duì)其他同頻無線通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,也容易受干擾,故其值越小越好。副瓣電平也是天線的重要指標(biāo)之一。

3.5.2 天線的增益

(一) 天線增益的定義

在相同輸入功率條件下,天線在最強(qiáng)方向上某一點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的平方(或功率P)與無耗理想點(diǎn)源天線在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的平方(或功率)之比,定義為改天顯得增益G,即

(3-15)

若以分貝作為單位,則有

( dB )

(3-16)

(二) 理想面天線的增益計(jì)算

設(shè)面天線的等效開口面積為,在上電場(chǎng)為同相均勻分布,則與理想點(diǎn)源天線的等效開口面積 之比即為面天線的增益,即

(3-17)

(三) 非理想面天線的增益

對(duì)于非理想面天線,其實(shí)際開口面積S與等效開口面積之比,定義為該天線的效率,即So=ηS,則非理想面天線的增益為

(3-18)

若用分貝數(shù)表示,則有

( dB )

(3-19)

由于天線的效率與天線的形式、結(jié)構(gòu)和加工工藝等因數(shù)有關(guān),故不同的天線其效率也各不相同。在通常情況下,各種類型天線的效率可作如下估計(jì):

網(wǎng)狀普通拋物面天線:η≈50%

板狀拋物面天線: η≈60%

卡塞格倫天線:η≈70%


3.5.3 天線的噪聲溫度

除了天線增益外,天線的噪聲溫度對(duì)整個(gè)接收系統(tǒng)的性能也有重要的影響,因?yàn)樗鼘⑹瓜到y(tǒng)的載噪比下降。因此,為了全面地衡量天線的綜合性能,通常采用天線的品質(zhì)因素來表示天線的性能。天線的品質(zhì)因素定義為

Q=Ga/Ta

(3-20)

其中,Ga為天線的增益,Ta為天線的噪聲溫度。

天線的噪聲來源可分為外部和內(nèi)部。由反射面和饋源本身的損耗引起的噪聲為內(nèi)部噪聲;由天線所處的環(huán)境中存在的噪聲的影響,其中包括空間大氣吸收、宇宙噪聲和地面熱輻射等,為外部噪聲。地面熱輻射噪聲往往通過碰地的天線主瓣和旁瓣進(jìn)入天線的,故天線主瓣和旁瓣小的天線其噪聲溫度也越小。對(duì)于C波段天線,一般取20~40K左右。

3.5.4 天線的阻抗與駐波比

天線阻抗是指從天線輸入端口(作為接收天線時(shí),為輸出端口)看向天線的輸入阻抗,它是天線輸入電壓與電流之比。在微波頻段,很少用天線阻抗概念,而用反射系數(shù)或駐波比來表示天線與饋線的阻抗匹配狀況。

電壓駐波比ρ與電壓反射系數(shù)之間的關(guān)系為:

(3-21)

一般要求ρ應(yīng)在1.4以內(nèi)。

測(cè)量駐波比通常采用測(cè)量回波損耗Lr法進(jìn)行,Lr的單位取分貝時(shí),與ρ的關(guān)系為

(3-22)

波段開關(guān)相關(guān)文章:波段開關(guān)原理


矢量控制相關(guān)文章:矢量控制原理


評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉