東南大學毫米波國家重點實驗室毫米波準光理論與技術準光天線之天線雜談2/6/2023什么是天線把導線上的電信號變成無線電波發(fā)射到空間…收集無線電波并產生電信號射頻工程師眼中的天線2天線輻射電磁波的基本原理導線載有交變電流時，就可以形成電磁波的輻射，輻射的能力與導線的長短和形狀有關.

當導線的長度增大到可與波長相比擬時，導線上的電流就大大增加，因而就能形成較強的輻射。通常將上述能產生顯著輻射的直導線稱為振子。3在一個正弦時間周期內：第一個T/4時間周期內，正電荷達到最大值，電力線如最上面的圖第二個T/4時間周期內，原始的3條電力線向前運動，負電荷產生新的電力線（虛線）負電荷遇到正電荷，中和，電力線閉合。剩下的半個周期是相同，但電力線方向相反的過程。天線輻射電磁波的基本原理4天線輻射電磁波的基本原理5天線的指標輸入阻抗、頻帶寬度增益、極化、方向圖、波瓣寬度電性能機械性能口面大小天線高度平面型（低剖面）、立體型等等6各向同性天線與全向天線各向同性天線全向天線7天線與饋線的匹配饋線特性阻抗與天線輸入阻抗匹配，好天線？8天線是換能器天線是變換器天線是輻射器9換能器－（電磁能量）電磁能量存于何處？觀點1：存在于帶電體、磁鐵（石）及導體線路中觀點2：存在于電體、磁體及其周圍加（減）速的電荷才能產生電磁波，（亦可稱變化的電流產生電磁波）輻射的電磁波帶走能量，能量守恒，電荷不是“永動機”，能量來源？天線的作用是將饋源輸送的能量轉換為不受束縛的電磁波能量饋源輸入能量10天線周圍的儲能從時域的角度觀察：信號上升沿，傳輸線上的導行波傳到天線上，一部分直接輻射出去，部分反射回去，另一部分則存儲在天線周圍的電抗性場中。信號下降沿，沒有能量傳到天線，存儲在天線周圍的電抗性場耦合到天線，成為反射波，一部分輻射出去成為自由電磁波。天線電抗的存在，導致天線周圍束縛了能量Q值、諧振頻率，諧振時的輸入阻抗寬帶天線的要求－減少電抗分量1112阻抗變換器1314天線阻抗控制電阻加載可以獲得很好的阻抗匹配，但輻射性能受到極大影響15寬帶結構的阻抗變換16超寬帶天線的色散17色散效應小的超寬帶天線18窄帶天線的阻抗匹配窄帶天線的阻抗具有電抗分量諧振時才能達到完全匹配諧振時且電阻分量等于饋線特性阻抗，則匹配，難度？天線諧振的說法針對哪類天線？19輻射器（1）射頻電流在哪些地方集中2021輻射器（2）天線的輻射方向估計天線的輻射方向與電流的變化方向正交22輻射器（3）天線上的電流滿足正弦分布（天線電尺寸不大）面積較大的物體，需要計及電流的路徑差（饋電點到源點）來估計其輻射特性偶極子天線，波導縫隙天線23天線增益與波瓣寬度反射面天線的波瓣與增益？24三種觀點的啟發(fā)換能器：近場與源耦合，從等效電路的觀點看，意味著存在電抗元件；對帶寬的影響，消除近場與源的耦合－寬帶、超寬帶天線雙導體型：細線偶極子天線，漸變縫隙天線單導體型：波導縫隙天線，喇叭天線變換器：天線結構上的光滑連續(xù)漸變，有利于獲得寬帶、超寬帶特性。輻射器：分析天線上的電流分布、電場屬性，有助于判斷天線的輻射方向、極化及確定工程上安裝方式。25微帶貼片天線分析極化方向帶寬分析方向圖輸入阻抗26貼片天線結構27貼片的電場分布28貼片表面電流兩側邊緣電流產生輻射嗎？偶極子天線29貼片天線的輸入阻抗貼片尺寸饋電點W=46mm,dfeed=9W=46mm,dfeed=15W=40mm,dfeed=930影響帶寬的基本因素基板厚度降低基板介電常數31增加貼片拓展帶寬并聯多個諧振電路32增