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天线近场测试原理,接收天线原理图解

时间:2023-05-04 01:16:13 阅读:165475 作者:314

天线原理

一.长线路传输线

在高频情况下,当电磁波沿着传输线传播时,电磁波的波长短,因此在传输线中产生与在音频信号中传输的情况不同的现象。 需要应用适合高频情况的其他分析方法。

在能够将沿着传输线路传播电磁波的波长与传输线路的几何长度进行比较的情况下,此时的传输线路通常被称为长线路

1 .在长线路中存在电流电压偏差的分布:中,将传输线路的长度设为10米,在使高频电流流过线路的情况下(长线路的情况下),例如F=150MHZ,人(波长) 2米的波长较短,因此在该传输线路中,如图a所示,电流中有几个周期的变化因此,同一时刻线路上的各点的电流的大小、大小和方向都不同; 另外一方面,在低频情况下,即在短线路的情况下,例如认为F=50HZ的交流电的工作波长为6000公里,存在3000000条的差,即使是相同的10米的传输线路,电流也几乎没有大的变化.

2 .长线路为分布参数系统: 在长线路中,根据传输线的长度和线路中电磁波的波长,传输线本身有分布电容和分布电感参数。 而且,这些分布参数的影响较大,在长线路的情况下,根据线路长度的不同和工作波长的不同,传输线路本身会显示出不同性质的阻抗(电容性阻抗、电感性阻抗、纯电阻)。 另一方面,在短线路上只有电容器具有电场,只有线圈存在

2 .终端开放传输线

当传输线接收到信号时,电信号以光速通过余弦分布定律传播到终端。 因为终端被开放,所以信号不能继续向前方传播,向始端方向全反射。 在这种情况下,相当于将信号源连接到传输路径的终端,使电信号从终端向始端以光速传播。 一般来说,将从始端传播到终端电波称为入射波; 终端反射回来的电波叫做反射波。 入射波和反射波都是行波。 这里,行波是指电压和电流同相的电波。

传输线路中还引入了驻波的概念。 驻波是指电压和电流的相位不同,波长各相差四分之一,电压电流的振幅有不均匀的分布。 终端开路的传输线路中同时存在反射波和入射波,反射波电流和入射波电流的相位互为反相,所以传输线路中存在驻波,通常传输线路中同时存在行波和驻波,行波由入射波和反射波的电流形成。 假设由于终端开路的传输线路形成全反射,驻波分量较大,所以没有能量传输(行波状态下只能在下划线上传输能量),该传输线路没有损失。 在这种情况下,你只需要在一个时期储存能量,在另一个时期释放能量。 因此,对信号源来说是纯电阻性负载,终端开路的传输线路具有以下特点:传输线路在四分之一波长以下时,其电抗为电容性,等于四分之一波长时,电抗为零; 大于四分之一波长时的电抗是电感性的; 等于波长二分之一时为纯抗性。

3 .终端短路传输线

终端短路传输线路和终端开路的传输线路相反,其驻波特性是入射电流和反射波电流同相,入射波电压和反射波电压的相位相反。 阻抗特性在小于四分之一波长时传输线表现出电感性; 当等于波长四分之一时呈现纯电阻性; 大于四分之一波长时显示电容性; 在二分之一波长时电抗为零。

通常,传输线路的终端连接有负载,由于该负载通常有电阻成分和电抗成分,信号源输出的能量的一部分被贝负载吸收,另一部分被倍反射,因此传输线路的上行波和驻波同时存在。 此外,为了描述线路上行波和驻波的分布关系,引入了几个具体的指标:

1 .反射系数:P=反射波振幅/入射波振幅=传输线路特性阻抗-负载阻抗/传输线路特性阻抗

2 .行波系数:K=电压最小值/电压最大值=反射波振幅-入射波振幅/反射波振幅入射波振幅

由于传输线路中同时存在入射波和反射波,所以传输线路上任何点的电压都是2波振幅之和。

3 .驻波比:S=电压最大值/电压最小值

如上所述,在传输路径末端有负载情况下,传输路径的输入阻抗具有以下性质:

1 .等效阻抗等于从传输线路上的末端起的四分之一波长的奇数倍,其等于特性阻抗的平方除以末端负载。

2 .在从传输线路的末端开始的二分之一波长的整数下的等效阻抗等于负载阻抗。

四.天线原理

在导体中流过高频电流时,在其周围的空间中产生电场和磁场。 根据电磁场在空间中的分布特性,可以将其分为近区、中间区和远区。 假设空间到导体的距离为r,则r‘/2’的区域称为邻近区域,该区域内的电磁场与导体中的电流、电压密切相关。

r )/2的区域称为远区,电磁场可以离开导体传播到空间,其变化相对于导体上的电流电压滞后一段时间。 此时,传播的电磁波与导体上的电流、电压不再直接相关,该区域的电磁场称为辐射场。

发射天线利用辐射场的这一性质,使发射的信号通过发射天线后可以充分辐射到空间,但是如何使导体成为有效的辐射体传导系统呢? 在此,如果分析传输线路的状况,则为了不在平行双线的传输线路中仅传输和放射能量,需要使两条线路的结构对称、线路上的对应点的电流的大小和方向相反、以及两条线路间的距离".电磁场被高效地放射了例如,可以通过将二导体以一定角度分离或者消除其中一个等方法,破坏导体的对称性来产生辐射。

如图TX所示,从开放传输或终端离开/4的导体被直线分离,流过终端导体的电流为同相而不是反相,分段导体在空间点的辐射场中同相重叠,构成高效的辐射系统。 这是最简单、最基本的单元天线称为半波对称振子天线,其特性阻抗为75。 电磁波从辐射天线辐射后,向四面辐射,电磁波消失

天线振子上就会产生感应电动势.如此时天线与接收设备相连,则在接收设备输入端 就会产生高频电流,这样天线就起着接收作用并将电磁波转化为高频电流,也就是说此时天线起着接收天线的作用,接收效果的好坏除了电波的强弱外还取决于天线的方向性和半边对称振子与接收设备的匹配.

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