接收天線(xiàn)特性參量

§2.3接收天線(xiàn)特性參量接收天線(xiàn)的作用是把到達(dá)接收點(diǎn)處的電磁波能量轉(zhuǎn)換為導(dǎo)行電磁波或高頻電流，并由饋線(xiàn)（傳輸線(xiàn)）傳送給接收機(jī)。因此接收天線(xiàn)是接收機(jī)的信源。接收天線(xiàn)完成的物理過(guò)程與發(fā)射天線(xiàn)剛好相反，或者說(shuō)是完成發(fā)射天線(xiàn)的逆過(guò)程。

本節(jié)主要內(nèi)容1、接收天線(xiàn)接收電磁波的物理過(guò)程2、天線(xiàn)的互易定理3、天線(xiàn)的有效接收面積4、天線(xiàn)的等效噪聲溫度5、付里斯（Friis）傳輸公式6、雷達(dá)和雷達(dá)截面1、接收天線(xiàn)接收電磁波的物理過(guò)程接收天線(xiàn)和發(fā)射天線(xiàn)一般都相距遙遠(yuǎn)（距離大于天線(xiàn)的工作波長(zhǎng)，中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)），基于此，理論分析上認(rèn)為發(fā)射天線(xiàn)發(fā)射TEM球面波，而接收天線(xiàn)接收的來(lái)波是TEM平面波。這種理論分析的假定應(yīng)該是足夠精確的，并有重要的意義。接收電磁波的物理過(guò)程置于電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體天線(xiàn)，與導(dǎo)體表面相切的電場(chǎng)分量會(huì)在導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)天線(xiàn)與接收機(jī)構(gòu)成回路時(shí)會(huì)產(chǎn)生感生電流，這就是接收天線(xiàn)接收電磁波的基本物理過(guò)程，其本質(zhì)上就是電磁感應(yīng)的過(guò)程，是由輻射電磁波轉(zhuǎn)化為導(dǎo)行電磁波的物理過(guò)程。線(xiàn)狀天線(xiàn)接收電磁波的方向性2、天線(xiàn)的互易定理天線(xiàn)互易定理的表述天線(xiàn)互易定理證明天線(xiàn)互易定理的推論2.1天線(xiàn)互易定理的表述若在天線(xiàn)A的饋端上施加電動(dòng)勢(shì)，在天線(xiàn)B的饋端處測(cè)得感應(yīng)電流，則對(duì)應(yīng)于在天線(xiàn)B的饋端施加相同電動(dòng)勢(shì)的情況，在天線(xiàn)A的饋端處也得到相等（幅度和相位均相同）的電流。這里假設(shè)兩種情況的電動(dòng)勢(shì)具有同樣的頻率，并且媒質(zhì)是線(xiàn)性、無(wú)源和各向同性的。2.2天線(xiàn)互易定理證明2.3天線(xiàn)互易定理的推論對(duì)于接收天線(xiàn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的結(jié)論，就是說(shuō)同一天線(xiàn)用于發(fā)射和接收狀態(tài)時(shí)，方向函數(shù)、阻抗、有效長(zhǎng)度并推廣到方向系數(shù)（增益）都是相同的。這被稱(chēng)為互易性，也就是天線(xiàn)的互易定理。但值得注意的是這種相同是數(shù)值上的相同，其意義完全不同的。

No.1發(fā)射N(xiāo)o.2接收的過(guò)程和結(jié)果

No.1饋源電勢(shì)和內(nèi)阻No.1輸入阻抗、有效長(zhǎng)度和方向函數(shù)輻射電流No.2位置處No.1天線(xiàn)的輻射場(chǎng)No.2的感生電流

No.2發(fā)射N(xiāo)o.1接收的過(guò)程和結(jié)果

No.2饋源電勢(shì)和內(nèi)阻No.2輸入阻抗、有效長(zhǎng)度和方向函數(shù)輻射電流No.1位置處No.2天線(xiàn)的輻射場(chǎng)No.1的感生電流

3天線(xiàn)的有效接收面積

意義：從能量的角度定義天線(xiàn)的有效接收面積，用以表示接收天線(xiàn)吸收到來(lái)電磁波的能力。

定義：把接收天線(xiàn)與某方向的來(lái)波極化一致時(shí)，天線(xiàn)的匹配接收功率與來(lái)波能流密度之比，定義為該接收天線(xiàn)在這個(gè)方向上的有效接收面積。天線(xiàn)的匹配接收功率

天線(xiàn)極化與來(lái)波極化的匹配。饋源與傳輸線(xiàn)之間的匹配，天線(xiàn)與饋線(xiàn)之間的匹配。接收天線(xiàn)的阻抗與接收機(jī)輸入阻抗共軛匹配。4天線(xiàn)的等效噪聲溫度

意義：當(dāng)接收天線(xiàn)距離發(fā)射天線(xiàn)非常遠(yuǎn)時(shí)，接收信號(hào)電平很低，僅僅用天線(xiàn)方向性系數(shù)或增益已不能判斷天線(xiàn)性能的優(yōu)劣．而應(yīng)該用接收機(jī)的信號(hào)功率和噪聲功率的比值來(lái)表征天線(xiàn)的接收質(zhì)量。描述天線(xiàn)向接收機(jī)輸送噪聲功率的參數(shù)就是天線(xiàn)的等效噪聲溫度。

定義：接收天線(xiàn)向負(fù)載傳輸?shù)钠ヅ湓肼暪β蕦?duì)應(yīng)溫度等效噪聲溫度，由下式定義。K是玻爾茲曼常數(shù)電阻的噪聲溫度根據(jù)電路中學(xué)習(xí)過(guò)的噪聲知識(shí)，電子熱運(yùn)動(dòng)將在電阻兩端產(chǎn)生隨機(jī)的噪聲電壓。它輸送給匹配電阻的最大噪聲功率〔稱(chēng)額定噪聲功率)為T(mén)就是環(huán)境的溫度，Δf噪聲的頻率范圍。消波室中天線(xiàn)的溫度設(shè)消波室中，一架無(wú)損耗輻射電阻為R的天線(xiàn)，則呈現(xiàn)在天線(xiàn)饋段天線(xiàn)噪聲功率可以等效為電阻R在相同環(huán)境溫度下的噪聲功率；天線(xiàn)的溫度就是消波室的環(huán)境溫度。一般情況下天線(xiàn)的溫度一般情況下天線(xiàn)的等效噪聲溫度不等于天線(xiàn)的物理溫度。天線(xiàn)的等效噪聲溫度既決定于外部噪聲源的空間分布情況，又決定于天線(xiàn)的方向性及其放置取向。當(dāng)把接收天線(xiàn)方向圖零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)強(qiáng)噪聲源時(shí)，等效噪聲溫度就低；當(dāng)主波束(輻射)方向上存在強(qiáng)噪聲源時(shí)．等效噪聲溫度就高。射電望遠(yuǎn)鏡射電望遠(yuǎn)鏡就是用天線(xiàn)來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)處的射電源，就是通過(guò)天線(xiàn)的等效溫度實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量的。測(cè)量?jī)艨毡尘拜椛錅囟?K，源自宇宙初創(chuàng)殘余溫度。接收天線(xiàn)的信噪比接收天線(xiàn)的信噪比與增益成正比，與等效溫度成反比。5付里斯(Friis)傳輸公式天線(xiàn)的某方向有效接收面積可以用接收天線(xiàn)的增益表示。發(fā)射機(jī)接收機(jī)電波空間饋線(xiàn)饋線(xiàn)Friis傳輸公式主向?qū)?zhǔn)，極化一致自由空間損耗：Friis傳輸公式的意義

它是進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電信系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的一個(gè)重要公式。當(dāng)已確定一個(gè)無(wú)線(xiàn)電信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)輸出功率，可根據(jù)信號(hào)波長(zhǎng)，距離和所要求方向上的接收點(diǎn)的匹配接收功率，來(lái)分配發(fā)射和接收天線(xiàn)的增益指標(biāo)。

6雷達(dá)和雷達(dá)截面雷達(dá)一詞英文“Radar”的音譯，“Radar”是“radiodirectionandrange”（無(wú)線(xiàn)電定向與測(cè)距）首字母的宿寫(xiě)。雷達(dá)工作過(guò)程：發(fā)射脈沖電磁波，接收目標(biāo)物的后向散射波，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物方向和距離的測(cè)定。雷達(dá)截面是描述散射體重要物理量。RSCradarcrosssection.示意圖散射截面TR后向散射波入射波漫散射波雷達(dá)雷達(dá)方程和雷達(dá)截面目標(biāo)物截獲的功率考慮信號(hào)帶寬設(shè)散射體具有各向同性的散射特性，即它作為輻射電磁波天線(xiàn)方向系數(shù)為1，口徑或者等效面積為常數(shù)。雷達(dá)截面的測(cè)量雷達(dá)截面是描述散射體的物理量，和雷達(dá)本身也有一定的關(guān)系，比如頻率，相對(duì)方位等。一個(gè)半徑為a的理想導(dǎo)體球的雷達(dá)截面就等于其幾何截面，而非理想導(dǎo)體球雷達(dá)截面則要比幾何截面小，比如月球?qū)γ撞ɡ走_(dá)截面約等于其物理截面的0.1。雷達(dá)截面測(cè)量條件如下，L是物體的線(xiàn)度，對(duì)于高頻或大物體，需要采用一些特殊技術(shù)測(cè)定雷達(dá)截面。小結(jié)對(duì)于接收天線(xiàn)的研究，我們并未按照天線(xiàn)接收電磁波的物理過(guò)程的思路進(jìn)行，而是通過(guò)互易原理建立起天線(xiàn)發(fā)射與接收狀態(tài)基本特性參量的互易性，得到關(guān)于接收天線(xiàn)的基本結(jié)論的。發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)和電波空間構(gòu)成一個(gè)完整的無(wú)線(xiàn)通信鏈路，F(xiàn)riis傳輸公式是理想情況下的通信鏈路方程。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請(qǐng)盡量言簡(jiǎn)意賅的闡述觀(guān)點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動(dòng)、換向；

2.輔機(jī)的啟動(dòng)；

3.為氣動(dòng)裝置提供氣源；

4.為氣動(dòng)工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患?jí)吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類(lèi)：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類(lèi)：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)單級(jí)活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長(zhǎng)的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動(dòng)件少（軸承與滑片），潤(rùn)滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬(wàn)小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬(wàn)小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過(guò)。滑(葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開(kāi)始?jí)嚎s3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴(lài)的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過(guò)濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動(dòng)疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過(guò)濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過(guò)濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開(kāi)發(fā)并問(wèn)世的高科技?jí)嚎s機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長(zhǎng)壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動(dòng)件渦卷付，只有磨合沒(méi)有磨損，因而壽命更長(zhǎng)，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動(dòng)渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動(dòng)渦卷作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過(guò)程

1—2壓縮過(guò)程

2—3排氣過(guò)程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）

壓縮分類(lèi)：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對(duì)氣缸的冷卻，省功、對(duì)氣缸潤(rùn)滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動(dòng)發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對(duì)容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見(jiàn)表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過(guò)程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過(guò)程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過(guò)程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來(lái)衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對(duì)氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來(lái)衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動(dòng)慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長(zhǎng)度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長(zhǎng)度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動(dòng)慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過(guò)的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機(jī)軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機(jī)械效率總效率（絕熱、等溫）二、實(shí)際工作循環(huán)（單級(jí)壓縮）