所谓长线是指传输线的几何长度和线上传输电磁波的波长的比值(即电长度)大于或接近于1。反之称为短线。是相对于波长而言的。
1000m的传输线,对于频率为50hz(即波长为6000km)的交流电来说,仍远小于波长,应视为短线。长线和短线的区别还在于:长线为分布参数电路,而短线是集总参数电路。
传输线上的输入阻抗具有以下特点:
1/4波长变换性:感性负载与容性负载变换,开路与短路变换;
1/2波长重复性:相距1/2波长的整数倍的两个点输入阻抗都相等。1/4开路传输线等效于串联谐振,阻抗最小。1/2开路等效于并联谐振,阻抗最大。
(2)开路传输线: Γ= 1 Z= - jZ0 ctanβz’ z’=0 并联谐振;z‘= 0 ~ λ/4 容性;z’=λ/4 串联谐振;z‘= λ/4 ~ λ/2感性 3. 静电平衡
定义:导体的特点是它具有可以自由移动的电荷,这些自由电荷在电场中受力后会做定向运动,而“静电平衡”指的是导体中的自由电荷所受的力达到平衡而不再做定向运动的状态。静电平衡时,导体上的电荷分布有以下三个特点:
导体内部没有电荷,正负电荷只分布在导体的外表面。
导体内部无场强,表面场强垂直于表面且满足E=σ/ε。
在导体表面,越尖锐的地方,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷。称为尖端放电现象。
复数表示只是一种简化处理,并没有实际的物理意义。
5. 半波振子的电流分布半波振子上的电流分布为正弦分布,在输入端电流最大,两端电流最小。电压在两端最大,阻抗在两端最大,输入端最小。
6. 端射阵和边射阵的定义对于均匀直线天线阵,边射阵是最大辐射方向与阵轴线垂直。
端射阵是最大辐射方向在阵轴一端。
方向性系数 D:在同一距离及 相同辐射功率 的条件下,天线最大辐射方向上的功率密度Smax和无方向性点源的辐射功率密度So的比值。
增益 G:在同一距离及 相同输入功率 的条件下,天线最大辐射方向上的功率密度Smax和无方向性点源的辐射功率密度So的比值。
E面: 电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面
H面: 磁场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面
E1t = E2t = 0 H1t = Js B1n = B2n = 0 D1n = ρs
11. 两端用导体封闭的同轴线在半波长谐振 两端用导体封闭的同轴线可以看作是两端短路的谐振腔,对于两端用导体壁封闭的传输线型谐振腔,产生振荡的条件是腔内能够形成稳定的驻波,这要求两端壁间的距离l等于驻波波节间距λ_g/2的整数倍。 12. 波导缝隙阵列 12.1 辐射缝隙 辐射缝隙和非辐射缝隙的核心区别在于是否切割电流,当缝隙与电流方向平行时就无法切割电流。常用的几种开缝形式(宽边纵缝、宽边横缝、宽边斜缝和窄边倾斜缝隙) 波导会呈现两种不同的状态:行波阵和驻波阵。 12.2 驻波缝隙阵 (1)定义:波导终端接短路负载,由短路负载引起的反射波与入射波相叠加的点形成波腹,相减的点形成波节。
同时要求最末端缝隙与短路负载的间距为四分之一波导波长,缝隙处于波腹波节处,相距半个波导波长,这是因为辐射缝隙位于波腹波节处可达到最大程度上切割电流的目的,上下交错可保证各缝隙相位的一致性。(2)特点:末端接的是匹配负载还是短路负载,分别称为谐振式缝隙阵列(驻波阵)和非谐振式缝隙阵列(行波阵)。
与非谐振式缝隙阵列天线相比,驻波缝隙阵带宽窄,Q值高,效率高。但是非谐振式缝隙阵列天线因为波导传输损耗以及终端匹配负载的吸收,效率比谐振式缝隙阵列天线低。 13. HFSS、CST的一些特点 HFSS中,集总RLC边界条件是用一组并联的电阻、电感和电容来模拟物体表面。Wave Port是HFSS中典型的外部端口,端口是理想匹配负载Lumped port属于内部端口, 端口面所在处有可能产生反射,相当于测试系统的内阻,通过测试系统给结构加入信号。CST主要是时域有限积分算法,FIT,支持GPU加速HFSS主要是频域有限元算法,不支持GPU加速。 14. 群速度和相速度
群速度用来描述信号能量传播的速度,相速度不能用来描述传播速度。
15. 基站波宽天线 定向天线的常见水平波瓣3dB宽度(即半功率波瓣宽度HPBW)有20度,30度,65度,90度,105度,120度,180度等多种。65度,90度和120度为主。1)20度和30度
一般天线增益比较高,常被用于覆盖狭长地带以及高速公路等区域:
2)65度
常被用于覆盖密集区域中的基站三扇区。覆盖和邻区覆盖重叠间取得较好平衡,应用较广。
3)90度
多用于城镇郊区地区典型基站三扇区配置的覆盖。更适用于业务量小,偏覆盖率的地区。
4)105度
多被用于覆盖地广人稀区域中的典型基站三扇区
5)120和180度
常用于覆盖角度极宽的、形状特殊的扇区 16. 超距作用 超距作用是无视空间和时间立即生效的,目前所有的已知相互作用都不是超距作用,都是场的作用。如果电荷移动了,或者电荷量发生了改变,那它在空间中建立的电场也会发生改变,但这个改变是以光速进行的。于是,当改变的电场以光速传到另一个电荷那里时,它受到的电场力才会改变。 17. UWB陷波特性 在超宽带的工作频带内己存在很多窄带通信系统,会对UWB系统造成干扰,所以需要陷波脉冲越窄单位时间能通过的脉冲个数越高,频率当然也越高,带宽越宽。陷波超宽带天线设计方法主要在超宽带天线的辐射单元或接地面上刻蚀各种各样的槽。 18. 单极子天线的特点 η=Pr/(Pr+PL)=Rr/(Rr+RL),所以降低损耗电阻和提高辐射电阻可以提高天线效率单极子天线末端电场最大,电压最大,电流最小。 19. Smith圆图的理解
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