天線理論與技術(shù)讀書(shū)報(bào)告-盧保軍

天線理論與技術(shù)

----讀書(shū)報(bào)告姓名：盧保軍指導(dǎo)老師：桑磊

目錄1.天線基本理論部分2.線天線部分3.口徑天線部分4.天線陣部分第1章電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)第2章天線的基本參數(shù)第3章天線輻射基礎(chǔ)第4章偶極天線、單極天線和環(huán)天線第5章寬頻帶天線第6章波導(dǎo)口和喇叭天線第7章反射面天線第8章縫隙天線第9章微帶天線第10章陣列天線第11章自適應(yīng)天線陣第1章電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)1.1電磁場(chǎng)的基本方程1.1.1麥克斯韋方程組（微分形式）本構(gòu)關(guān)系：電流連續(xù)性方程：1.1.2波動(dòng)方程對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)形式（亥姆霍茲方程）為：1.1.3邊界條件

邊界條件一般表示式：理想介質(zhì)交界面上：1.1.4電磁場(chǎng)的位函數(shù)定義磁矢量位A和電標(biāo)量位φ當(dāng)滿足洛侖茲條件時(shí)A和φ滿足非齊次亥姆霍茲方程

矢量恒等式：1.2電磁場(chǎng)的等效原理1.2.1惟一性定理1.2.2鏡像原理：用原有源相對(duì)于理想導(dǎo)體平面的鏡像源來(lái)代替理想導(dǎo)體邊界對(duì)場(chǎng)的影響。

電流元磁流元1.2.3等效原理1.2.4相似原理1.2.5Babinet原理巴俾涅原理原是光學(xué)中關(guān)于完全吸收的衍射屏與它的互補(bǔ)盤(pán)的衍射場(chǎng)的關(guān)系，應(yīng)用于電磁場(chǎng)中，說(shuō)明如下：源源源導(dǎo)電屏導(dǎo)磁屏=+=+1.2.5Babinet原理導(dǎo)電平板天線及其互補(bǔ)天線Booker關(guān)系：導(dǎo)電平板天線的輸入阻抗和與其互補(bǔ)的孔隙天線的輸入阻抗的乘積是一個(gè)與頻率無(wú)關(guān)的常數(shù)1.2.6二重性原理：做對(duì)偶變換(EH,εμ)。利用這種關(guān)系可以從一組方程的解得到另一組方程的解，這種關(guān)系通常稱為電磁場(chǎng)的對(duì)偶原理或二重性原理。第2章天線的基本參數(shù)2.1天線的方向特性參數(shù)方向圖：表征天線方向特性的圖。根據(jù)所表征具體特性分為：場(chǎng)強(qiáng)振幅方向圖、功率方向圖、相位方向圖、極化方向圖。主瓣寬度：方向性系數(shù)：表征天線輻射能量集中的程度。天線增益：天線效率：2.2天線的阻抗特性輻射電阻：將天線輻射功率等效為一個(gè)電阻吸收的功率，該等效電阻稱為天線的輻射電阻。其表征天線的輻射能力。輸入阻抗：天線輸入電壓與輸入電流的比值，是決定天線與饋線匹配狀態(tài)的重要參數(shù)。表征天線與饋線匹配狀態(tài)的參數(shù)是回波損耗。2.3天線的極化特性線極化波：電場(chǎng)矢量恒定指向某一方向的波。橢圓極化波：電場(chǎng)矢量在空間的軌跡為一條橢圓螺旋線。第3章天線輻射基礎(chǔ)3.1電流元的輻射設(shè)電偶極子電流密度為：求解矢量位所滿足的波動(dòng)方程：最終求得矢量位的解為：進(jìn)而得偶極子的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的解。電流元的遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)近似滿足：3.1電流元的輻射方向性系數(shù)：輻射電阻：3.2磁流元的輻射作二重性替換：，，，，可得：輻射電阻：3.3惠更斯源的輻射設(shè)場(chǎng)的振幅和相位都是均勻的，電場(chǎng)和磁場(chǎng)只有口徑的切向分量和根據(jù)等效原理有：即面元可等效為：φθ3.4不同相口徑的輻射場(chǎng)線性相位分布平方律相位分布第4章偶極天線、單極天線和環(huán)天線4.1對(duì)稱偶極天線設(shè)沿z軸偶極子天線上電流分布為：則方向函數(shù)4.2八木天線4.3單極天線優(yōu)：方向性好缺：輻射電阻和輸入電阻較小電容加載：4.4偶極天線的饋電四分之一波長(zhǎng)扼流環(huán)不對(duì)稱U型環(huán)巴倫第5章寬頻帶天線5.1非頻變天線a.天線的形狀僅由角度決定，這類天線可在連續(xù)變化的頻率上得到非頻變特性。b.基于相似原理，這類天線僅在一系列離散的頻率點(diǎn)上可以得到準(zhǔn)確的非頻變特性。5.1.1平面等角螺旋天線設(shè)原天線表面在極坐標(biāo)中的方程為：若天線滿足曲線方程：則天線的特性不會(huì)發(fā)生變化，僅方向圖旋轉(zhuǎn)了一個(gè)相應(yīng)的角度有對(duì)θ

和φ分別求導(dǎo)解得5.1.2圓錐等角螺旋天線圓錐等角螺旋天線滿足方程：5.1.3vivaldi天線如圖為傳統(tǒng)vivaldi天線的尺寸圖。指數(shù)漸變線的公式為：其中：5.2行波天線V型天線第6章波導(dǎo)口和喇叭天線6.1H面扇形喇叭整理得：6.1H面扇形喇叭最佳H面喇叭的長(zhǎng)度和口徑尺寸滿足：此時(shí)，口徑上最大相位偏差為0.75π增益約為：口徑效率為0.646.2多模喇叭介質(zhì)套6.3透鏡天線a.介質(zhì)透鏡b.金屬透鏡第7章反射面天線7.1單反射面天線拋物面天線的饋源：a.確定的相位中心b.單向輻射和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的c.對(duì)口徑的遮擋盡可能小d.應(yīng)具有足夠的工作帶寬7.2偏置拋物面天線優(yōu)：增大增益、提高天線效率缺：增大交叉極化電平7.3雙反射面天線優(yōu)：得到均勻口徑場(chǎng)，更好控制口徑面上的功率分布時(shí)第8章縫隙天線8.1理想導(dǎo)電平面上的矩形縫隙設(shè)縫中電場(chǎng)為：等效磁流面密度：則Ω8.2矩形波導(dǎo)饋電的縫隙根據(jù)縫隙引起波導(dǎo)壁縱向電流或橫向電流的變化可將縫隙等效為并聯(lián)導(dǎo)納或串聯(lián)阻抗寬壁橫縫等效為傳輸線的串聯(lián)阻抗寬壁縱縫等效為并聯(lián)導(dǎo)納第9章微帶天線微帶貼片天線：在帶有導(dǎo)體接地板的介質(zhì)基片上附加導(dǎo)體貼片構(gòu)成的天線。優(yōu)：剖面低、重量輕；適合于批量生產(chǎn)；便于實(shí)現(xiàn)圓極化；缺：頻率低、頻帶窄9.1寬頻帶技術(shù)1.采用厚基板2.采用介電常數(shù)較小或損耗較大的基板3.多調(diào)諧回路技術(shù)4.采用對(duì)數(shù)周期結(jié)構(gòu)