第一篇:天線與微波技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)收會
熱烈祝賀
天線與微波技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
通過驗(yàn)收
1998年6月27日由總裝備部和電子工業(yè)部委派的專家評估委員會在電子部第14研究所對天線與微波技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京分部進(jìn)行了考察評估,28日又在西安電子科技大學(xué)對重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西安分部進(jìn)行了考察評估,認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)室已按任務(wù)書完成建設(shè)項(xiàng)目,具備了驗(yàn)收條件,一致同意通過評估”。
驗(yàn)收委員會接著于7月1日對重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收評議書肯定了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成績,統(tǒng)一通過驗(yàn)收。驗(yàn)收后,總裝備部和電子工業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)講話,祝賀重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過驗(yàn)收,同時勉勵大家再接再厲。轉(zhuǎn)入運(yùn)行后要站在科研前言,把重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為具有“一流人才、一流設(shè)備、一流管理、一流成果”的天線與微波領(lǐng)域具有國際一流水平的科研基地。
第二篇:微波技術(shù)與天線小結(jié)
填空:
1、無耗傳輸線工作狀態(tài)(1)行波狀態(tài)(2)純駐波狀態(tài)(3)行駐波狀態(tài)
2、傳輸線的損耗分(回波損耗)(插入損耗)
3、阻抗匹配:負(fù)載阻抗匹配、源阻抗匹配、共軛阻抗匹配
4、波導(dǎo)的一般理論包括三個部分:廣義傳輸線理論、分離變量法、簡正模理論。
5、帶狀線的衰減主要由(導(dǎo)體損耗)和(介質(zhì)損耗)引起。
6、微帶線的高次模有兩種模式:波導(dǎo)模式和表面波模式
7、無色散最高頻率為4GHz
8、矩陣的性質(zhì):互易網(wǎng)絡(luò)、對稱網(wǎng)絡(luò)
9、矩陣:阻抗矩陣、導(dǎo)納矩陣、轉(zhuǎn)移矩陣、散射矩陣
10、如果按輻射元的類型則天線大致可以分為兩大類:線天線和面天線
11、按極化方式分天線分:線極化天線、圓極化天線、橢圓極化天線
12、電波傳播方式:視距傳播、天波傳播、地面波傳播、不均勻媒質(zhì)傳播
13、衰落現(xiàn)象大致可分為:吸收型衰落和干涉型衰落
14、傳輸失真原因有:媒質(zhì)的色散效應(yīng)和隨機(jī)多徑傳輸效應(yīng)
名詞解釋:
特性阻抗——傳輸線上行波的電壓與電流的比值 傳播常數(shù):由衰減常數(shù)和相位常數(shù)構(gòu)成
相速--—傳輸線上行波等相位面沿傳輸方向的傳播速度
帶狀線:帶狀線仍可理解為與同軸線一樣的對稱雙導(dǎo)體傳輸線,傳輸?shù)闹髂J荰EM模。
色散:是指電磁波的相速隨頻率而變的現(xiàn)象 天線:用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線 方向圖:指在離天線一定距離處,輻射場的相對場強(qiáng)即歸一化場強(qiáng)的大小隨方向變化的曲線圖。
天線效率:天線輻射功率 與輸入功率Pin之比;要提高天線效率,應(yīng)盡可能提高輻射電阻,降低損耗電阻
線天線:橫向尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于縱向尺寸并小于波長的細(xì)長結(jié)構(gòu)的天線稱為線天線。陣列天線:由若干輻射單元按某種方式排列所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為天線陣 智能天線:由天線陣和智能算法構(gòu)成,是數(shù)字信號處理技術(shù)與天線有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物
面天線:電流分布在天線體的金屬表面,且口徑尺寸遠(yuǎn)大于工作波長的天線稱為面天線。
衰落:一般是指信號電平隨時間的隨機(jī)起伏
簡答:
1、什么是微波?微波有什么特點(diǎn)?
微波是電磁波譜中介于超短波和紅外光波之間的波段,屬于無線電波中波長最短(頻率最高)的波段,頻率范圍300MHz—3000GHz(對應(yīng)空氣中波長λ是1m —0.1mm)特點(diǎn):似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應(yīng)特性、散射特性、抗低頻干擾特性、視距傳播性、分布參數(shù)不確定性、電磁兼容和電磁環(huán)境污染。
2、微波傳輸線的分類? 第一類是雙導(dǎo)體輸傳線,它由二根或二根以上平行導(dǎo)體構(gòu)成;第二類是均勻填充介質(zhì)的金屬波導(dǎo)管;第三類是介質(zhì)傳輸線
3、試說明為什么規(guī)則金屬波導(dǎo)內(nèi)不能傳播TEM波?
空心金屬波導(dǎo)內(nèi)不能存在TEM。這是因?yàn)槿绻麅?nèi)部存在TEM波,則要求磁場應(yīng)完全在波導(dǎo)的橫截面內(nèi),而且是閉合曲線。有麥克斯韋第一方程知,閉合曲線上磁場的積分應(yīng)等于與曲線相交鏈的電流。由于空心金屬波導(dǎo)中不存在軸向即傳播方向的傳導(dǎo)電流,故必要求有傳播方向的位移電流。由位移電流的定義式:Jd=D/t,這就要求在傳播方向有電場存在,顯然這個結(jié)論與TEM波的定義矛盾,所以金屬波導(dǎo)內(nèi)部能傳播TEM波。
4、微波集成傳輸線概念特點(diǎn)?
它是由微波技術(shù)與半導(dǎo)體器件及集成電路結(jié)合而成的,從而產(chǎn)生了集成化的平面結(jié)構(gòu)的微波傳輸線,集成化的微波傳輸線稱為微波集成傳輸線。(1)體積小、重量輕、性能好、一致性好、成本低(2)具有平面結(jié)構(gòu),通過調(diào)整單一平面尺寸來控制其傳輸特性。
5、天線的基本功能
(1)天線應(yīng)能將導(dǎo)波能量盡可能多的轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰?。這首先要求天線是一個良好的“電磁開放系統(tǒng)”,其次要求天線與發(fā)射機(jī)匹配或與接收機(jī)匹配。(2)天線應(yīng)使電磁波盡可能集中于所需的方向上,或?qū)λ璺较虻膩聿ㄓ凶畲蟮慕邮埽刺炀€具有方向性。
(3)天線應(yīng)能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波,即天線有適當(dāng)?shù)臉O化。(4)天線應(yīng)有足夠的工作頻帶。
6、天線的電參數(shù)有哪些?
方向圖(主瓣寬度、旁瓣電平、前后比、方向系數(shù))、天線效率、極化特性、頻帶寬度、輸入阻抗
7、從接受角度講,對天線的方向性有哪些要求?
(1)主瓣寬度盡可能窄,以抑制干擾。(2)旁瓣電平盡可能低。
(3)天線方向圖中最好能有一個或多個可控制的零點(diǎn),以便將零點(diǎn)對準(zhǔn)干擾方向,而且當(dāng)干擾方向變化是,零點(diǎn)方向也隨之改變,稱為零點(diǎn)自動形成技術(shù)
8、智能天線技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有?
(1)具有較高的接收靈敏度;(2)使空分多址系統(tǒng)(SDMA)成為可能;(3)消除在上下鏈路中的干擾;(4)抑制多徑衰落效應(yīng)。
計(jì)算:
第三篇:微波與天線總結(jié)
對稱陣子天線:
構(gòu)成:有兩根粗線和長度都相同的導(dǎo)線構(gòu)成,中間為倆個饋電端
原理: 若電線上的電流分布已知,則由電基本陣子的輻射場沿整個導(dǎo)線的積分,便得到對稱振子的輻射場。實(shí)際上,西振子天線可看成是開路傳輸線逐漸張開而成,而其電流分布與無耗開路傳輸線的完全一致,即按正弦駐波分布。用途: 對稱振子分為半波對稱振子和全波對稱振子,半波對稱振子廣泛的應(yīng)用于短波和超短波波段,它既可以作為獨(dú)立天線使用,也可以作為天線陣的陣元,在微波波段還可以作為拋物面天線的饋源。
特點(diǎn): 方向性比基本振子的方向性稍強(qiáng)一些,平均特性阻抗Z越低R和X隨頻率的變化越緩慢,其頻率特性越好。所以,欲展開對稱振子的工作頻帶,常利用加粗振子直徑的方法。當(dāng)h=λ/4n時,其輸入阻抗是一個不大的純電阻具有很好的頻率特性,也有利于同饋線匹配,而在并聯(lián)諧振點(diǎn)附近是一個高阻抗且輸入阻抗隨頻率變化劇烈,特性阻抗不好。
陣列天線:
構(gòu)成: 將若干輻射單元按某種方式排列所構(gòu)成的系統(tǒng)。構(gòu)成天線陣地輻射單元,成為天線原或陣元
原理:天線的輻射場是各天線元所產(chǎn)生的矢量疊加,只要各天線元上的電流,振幅和相位分布滿足適當(dāng)?shù)年P(guān)系,就可以得到所需要的輻射特性 特點(diǎn):天線陣的主瓣寬度和旁瓣電平是即相互依賴又相互對立的一對矛盾,天線陣方向圖的主瓣寬度小,則旁瓣電平就高,反之,主瓣寬度大則旁瓣電平就低。均勻直線陣的主瓣很窄,但旁瓣數(shù)目多,電平高,二項(xiàng)式直線振的主瓣很寬旁瓣就消失了,旁瓣分散了天線的輻射能量,增加量接受的信噪比,但旁瓣又起到了壓縮主瓣寬度的作用。
直立陣子天線:
構(gòu)成: 垂直于地面或?qū)щ娖矫婕茉O(shè)的天線稱為直立陣子天性
原理: 單級天線可等效為一對對稱振子,對稱陣子可等效為一二元陣,但此時等效只是在地面或?qū)w的上半空間成立。理想導(dǎo)電平面上的單級天線的輻射場可直接應(yīng)用到自由空間對稱振子的公式進(jìn)行計(jì)算。
用途: 廣泛應(yīng)用于長,中,短波及超短波段。
特點(diǎn): 當(dāng)h《λ時輻射電阻很低。單級天線效率也很低改善方法是提高輻射電阻降低損耗電阻。
水平振子天線:
構(gòu)成: 水平振子天線又稱雙級天線,陣子的兩臂由單根或多股銅線構(gòu)成,為了避免在拉線上產(chǎn)生較大感應(yīng)電流,拉線的長度應(yīng)較小,臂和支架采用高頻絕緣子隔開,天線與周圍物體要保持適當(dāng)距離,饋線采用600Ω的平行雙導(dǎo)線。
原理: 與直立天線的情況類似,無限大導(dǎo)電地面的影響可用水平陣子天線的鏡像來代替,架設(shè)在理想導(dǎo)電地面上的水平振子天線的輻射場可以用該天線及其鏡像所構(gòu)成的二元陣來分析,但應(yīng)注意該二元陣的天線元是同幅反相的。用途: 經(jīng)常用于短波通信電視或其他無線電系統(tǒng)。
特點(diǎn): 架設(shè)和饋電方便,地面電導(dǎo)率的變化對水平振子天線的影響較直立天線小,工業(yè)干擾大多是垂直極化波,因此,用水平振子天線可以減少干擾對接收的影響。
引向天線: 構(gòu)成:又稱為八木天線,它由一個有源振子及若干個無源振子組成,在無源振子中較長的一個為反射器,其余為引向器
用途:廣泛用于米波,分米波的通信、雷達(dá)、電視及其它天線電流 原理:引向天線實(shí)際上也是一個天線陣,與前述天線相比不同的是它是對其中一個振子饋電,其余振子則是靠與饋電振子之間的近場耦合所產(chǎn)生的感應(yīng)電流來激勵的,而感應(yīng)電流大小取決于振子的長度及其間距
特點(diǎn):使天線的方向性增強(qiáng),但由于各振子之間的相互影響又使天線的工作頻帶變窄,輸入阻抗降低,不利于與饋線的匹配。
電視發(fā)射天線
特點(diǎn):頻率范圍寬,覆蓋面積大,有零輻射方向,天線及其電場平行于地面,為了擴(kuò)大服務(wù)范圍,發(fā)射天線必須家架在高大建筑的頂端或?qū)S玫碾娨曀希@就要求天線必須承受一定的風(fēng)荷,防雷等。還要求天線在水平面內(nèi)無方向性。
移動通信基站天線
特點(diǎn):有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性,垂直極化,根據(jù)組網(wǎng)方式的不同,如果是頂點(diǎn)激勵,采用扇形天線,如果是中心激勵采用全向天線,為了節(jié)省發(fā)射機(jī)功率,天線增益應(yīng)盡可能的高,為了提高天線效率及帶寬,天線與饋線應(yīng)良好匹配
結(jié)構(gòu):VHF和UHF移動通信基站天線一般是有饋源和角形反射器倆部分組成的,為了獲得較高的增益,饋源一般采用并饋共軸陣列和串饋共軸陣列兩種形式,為了承受一定的風(fēng)荷,反射器可以采用條形結(jié)構(gòu) 用途:米波,分米波
特點(diǎn):體積小,增益高,垂直極化,水平面內(nèi)無方向性 螺旋天線;結(jié)構(gòu):講導(dǎo)線繞制成螺旋形線圖而構(gòu)成的天線稱為螺旋天線,通常它帶有金屬接地板,有同軸線饋電,同軸線的內(nèi)導(dǎo)體與螺旋線相接,外導(dǎo)體與接地板相連
原理;由于法向模螺旋天線的電尺寸較小,其輻射場可以等效為電基本振子與磁基本振子,輻射場的疊加且它的電流,振幅相等,相位相同。
用途:法向模螺旋天線的輻射效率和增益都較低,主要用于超短波手持式通信機(jī)
行波天線:
用途:廣泛應(yīng)用于短波和超短波波段。
特點(diǎn):具有較好的單向的輻射特性,較高的增益及較寬的帶寬,但效率不高。原理:行波天線是由導(dǎo)線末端接匹配負(fù)載來消除反射波而構(gòu)成的。構(gòu)成:由導(dǎo)線和匹配構(gòu)成。
寬頻帶天線:
特點(diǎn):阻抗方向圖等電特性在一倍頻程或幾倍頻程內(nèi)無明顯變化。
原理;當(dāng)工作頻率變化時天線的尺寸隨之改變即保持電尺寸不變則能在很寬頻帶范圍內(nèi)保持輻射特性。
結(jié)構(gòu):形狀僅取決于角度與其他尺寸無關(guān),具有終效應(yīng)弱現(xiàn)象。用途:等角螺旋天線、對數(shù)周期天線在超短波和短波波段廣泛應(yīng)用
縫隙天線:
結(jié)構(gòu):在同軸線波導(dǎo)管或空腔諧振器的導(dǎo)體壁上開一條或數(shù)條窄縫是電磁波通過縫隙向外空間輻射而形成一種天線。
原理:對偶原理,理想縫隙天線的方向函數(shù)與同長度的對稱振子的方向函數(shù)E面和H面相互交換。波導(dǎo)的內(nèi)壁上有電流分布,管壁上的縫隙天線切割電流線,縫隙受到激勵而向外產(chǎn)生輻射,形成波導(dǎo)縫隙天線。為加強(qiáng)縫隙天線的方向性,可以在波導(dǎo)上按一定規(guī)律開一系列尺寸相同的縫隙,構(gòu)成波導(dǎo)縫隙陣。
特點(diǎn):縫隙天線具有輪廓低、重量輕、加工簡單、易于與物體共形、批量生產(chǎn)、電性能多樣化、寬帶和與有源器件和電路集成為統(tǒng)一的組件等諸多特點(diǎn),適合大規(guī)模生產(chǎn),能簡化整機(jī)的制作與調(diào)試,從而大大降低成本。厚度很小,結(jié)構(gòu)牢固,饋電方便,但容量不高,頻帶較窄。
用途:縫隙天線自上世紀(jì)中葉以來有了很大的發(fā)展,廣泛用于地面、艦載、機(jī)載、導(dǎo)航等各個領(lǐng)域。由于縫隙陣列天線對天線口徑面內(nèi)的幅度分布容易控制,口徑面利用率高,體積小,易于實(shí)現(xiàn)低或極低副瓣等特點(diǎn),因而使其獲得廣泛使用。
微帶天線:
結(jié)構(gòu): 由一塊厚度遠(yuǎn)小于波長的戒指(稱為介質(zhì)基片)和覆蓋在它上面的金屬片構(gòu)成的,其中完全覆蓋介質(zhì)板一片成為接地板,而尺寸可以和波長相比擬的另一篇稱為輻射元,輻射元的形狀可以是方形,矩形,圓形和橢圓形。
原理: 由于基片厚度h《λ場沿h方向均勻分布,在最簡單的情況下,場沿寬度ω方向也沒有變化而僅在長度方向上有變化,在兩開路端的電場均可以分解為相對于接地板的垂直分量和水平分量,兩垂直分量的方向相反水平分量方向相同,因而在垂直于地板的方向,兩水平分量電場所產(chǎn)生的遠(yuǎn)區(qū)場同相疊加,兩垂直分量電場所產(chǎn)生的場反相相消,因此兩開路端的水平分量可以等效為無限大平面上同相激勵的兩個縫隙即微帶天線可以等效為由兩個縫隙所構(gòu)成的二元陣列。
特點(diǎn): 體積小,重量輕,低剖面。波瓣較寬,方向系數(shù)較低,頻帶窄,損耗大交叉極化大,單個微帶天線的功率容量小等
用途 廣泛用于100MHz~50GHz的頻率范圍。
智能天線:
結(jié)構(gòu): 由天線陣和算法構(gòu)成。是數(shù)字信號處理技術(shù)與天線有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。原理: 它將每個用戶信號分為D路(D為天線單元數(shù)),并分別以W11 W12…….Wmd加權(quán),得到M*D路信號(M為用戶數(shù)),然后將相應(yīng)的M路信號以不同的加權(quán)系數(shù)組合而成,因此信號的波形是不同的,從而構(gòu)成了M個信道方向圖。
特點(diǎn): 具有較高的接受靈敏度,使空分多址系統(tǒng)成為可能,消除在上下鏈路中的干擾,抑制多徑衰落效應(yīng)。
用途: 提高移動通信的性能。
旋轉(zhuǎn)拋物面天線
結(jié)構(gòu) :由兩部分組成,其一是拋物線繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成的拋物反射面,反射面一般采用導(dǎo)電性能良好的金屬或其他材料上敷以金屬層制成,其二是置于拋物面焦點(diǎn)處的饋源。原理:幾何光學(xué)反射定理,能量守恒定理.特點(diǎn) :1張角ψ一定時,饋源方向函數(shù)Df(ψ)變化越快,方向圖越窄,則口徑場分布越不均勻,口徑利用因數(shù)越低.2 饋源方向函數(shù)Df(ψ)一定時, 張角ψ越大, 則口徑場分布越不均勻,口徑利用因數(shù)越低..3張角ψ一定時,饋源方向函數(shù)Df(ψ)變化越快, 方向圖越窄,則口徑截獲因數(shù)越高.饋源方向函數(shù)Df(ψ)一定時, 張角ψ越大, 則口徑截獲因數(shù)越高.4由于拋物面幾乎不存在熱損耗,即η≈1,所以G≈D.5拋物面天線的方向性很大程度上依賴于饋源.用途 :在通信,雷達(dá)和射電天文等系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用.卡塞格倫天線
結(jié)構(gòu);由主反射面,副反射面和饋源三部分組成.主反射面是有焦點(diǎn)在F焦距為f的拋物面繞其焦軸旋轉(zhuǎn)而成,副反射面是由一個焦點(diǎn)在F1另一個焦點(diǎn)在F2的雙曲線饒其焦軸旋轉(zhuǎn)而成,主副面的焦軸重合,饋源通常采用喇叭.位于實(shí)焦點(diǎn)F2上.原理 : 卡塞格倫天線可以用一個口徑尺寸與原拋物面想同,但焦距放大了A倍的旋轉(zhuǎn)拋物面天線來等效,且具有相同的場分布,這樣就可以利用前面介紹的旋轉(zhuǎn)拋物面天線的理論來分析卡塞格倫天線的輻射特性和各種電參數(shù).特點(diǎn) : A.由于天線有兩個反射面,幾何參數(shù)增多,便于按照各種需要靈活地進(jìn)行設(shè)計(jì)。B.可以采用短焦距拋物面天線做主反射面,減小了天線的縱向尺寸。C.由于采用了副反射面,饋源可以按裝在拋物面頂點(diǎn)的附近,使饋源和接收機(jī)之間的傳輸線縮短,減小了傳輸線損耗所造成的噪聲。
用途: 主要用于衛(wèi)星地面站,單脈沖雷達(dá)和射電天文等系統(tǒng)中
第四篇:微波技術(shù)與天線--復(fù)習(xí)歸納免費(fèi)版
第一章
1.均勻傳輸線(規(guī)則導(dǎo)波系統(tǒng)):截面尺寸、形狀、媒質(zhì)分布、材料及邊界條件均不變的導(dǎo)波系統(tǒng)。
2.均勻傳輸線方程,也稱電報(bào)方程。
3.無色散波:對均勻無耗傳輸線, 由于β與ω成線性關(guān)系, 所以導(dǎo)行波的相速vp與頻率無關(guān), 稱為無色散波。色散特性:當(dāng)傳輸線有損耗時, β不再與ω成線性關(guān)系, 使相速vp與頻率ω有關(guān),這就稱為色散特性。
Ucos(?z)?jI1Z0sin(?z)Z?jZ0tan(?z)Zin(z)?1?Z01?02?vpU1Z?jZtan(?z)01????I1cos(?z)?jsin(?z)?f?rZ0 任意相距λ/2處的阻抗相同, 稱為λ/2重復(fù)性z1 終端負(fù)載
A2e?j?zZ1?Z0?j2?z?(z)??e??1e?j2?zj?zZ1?Z0Ae1Z1?Z0??1ej?1Z1?Z0
終端反射系數(shù)
均勻無耗傳輸線上, 任意點(diǎn)反射系數(shù)Γ(z)大小均相等,沿線只有相位按周期變化, 其周期為λ/2, 即反射系數(shù)也具有λ/2重復(fù)性
Z(z)?Z0U(z)1??Z()??1?(z)?inZin(Z)??Z0?1?Zin(z)?Z0 I(z)1??(Z)??1 ??1?U?/U??1??1電壓駐4.?1?1?U?/U?1??1波比 其倒數(shù)稱為行波系數(shù), 用K表示
5.行波狀態(tài)就是無反射的傳輸狀態(tài), 此時反射系數(shù)Γl=0, 負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗, 即Zl=Z0, 稱此時的負(fù)載為匹配負(fù)載。綜上所述, 對無耗傳輸線的行波狀態(tài)有以下結(jié)論: ① 沿線電壓和電流振幅不變, 駐波比ρ=1;
② 電壓和電流在任意點(diǎn)上都同相;③ 傳輸線上各點(diǎn)阻抗均等于傳輸線特性阻抗
β6終端負(fù)載短路:負(fù)載阻抗Zl=0, Γl=-1, ρ→∞, 傳輸線上任意點(diǎn)z處的反射系數(shù)為Γ(z)=-e-j2z
Zin(Z)?jZ0tan?z 此時傳輸線上任意一點(diǎn)z處的輸入阻抗為① 沿線各點(diǎn)電壓和電流振幅按余弦變化, 電壓和電流相位差 90°, 功率為無功功率, 即無能量傳輸;② 在z=nλ/2(n=0, 1, 2, …)處電壓為零, 電流的振幅值最大且等于2|A1|/Z0, 稱這些位置為電壓波節(jié)點(diǎn);在z=(2n+1)λ/4(n=0, 1, 2, …)處電壓的振幅值最大且等于2|A1|, 而電流為零, 稱這些位置為電壓波腹點(diǎn)。③ 傳輸線上各點(diǎn)阻抗為純電抗, 在電壓波節(jié)點(diǎn)處Zin=0, 相當(dāng)于串聯(lián)諧振, 在電壓波腹點(diǎn)處|Zin|→∞, 相當(dāng)于并聯(lián)諧振, 在0<z<λ/4內(nèi), Zin=jX相當(dāng)于一個純電感, 在λ/4<z<λ/2內(nèi), Zin=-jX相當(dāng)于一個純電容,從終端起每隔λ/4阻抗性質(zhì)就變換一次, 這種特性稱為λ/4阻抗變換性。
XX??ls1?arctan(1)loc?arccot(c)2?Z0
開路線loc2?Z0 短路線ls l9.無耗傳輸線上距離為λ/4的任意兩點(diǎn)處阻抗的乘積均等于傳輸線特性阻抗的平方, 這種特性稱之為λ/4阻抗變換性。
10.負(fù)載阻抗匹配的方法 基本方法:在負(fù)載與傳輸線之間接入一個匹配裝置(或稱匹配網(wǎng)絡(luò)),使其輸入阻抗等于傳輸線的特性阻抗Z0.對匹配網(wǎng)絡(luò)的基本要求:簡單易行、附加損耗小、頻帶寬、可調(diào)節(jié)以匹配可變的負(fù)載阻抗。實(shí)現(xiàn)手段分類:串聯(lián)λ/4阻抗變換器法、支節(jié)調(diào)配器法
Z?Z0R1(1)因此當(dāng)傳輸線的特性阻抗
0時, 輸入端的輸入阻抗Zin=Z0, 從而實(shí)現(xiàn)了負(fù)載和傳輸線間的阻抗匹配(2)串聯(lián)
?Xs??1?X?lsc1短路支節(jié):?arctg???arctg???2?Z2??0??Z0??Z?1loc?1?Z?開路支節(jié):?arctg?0??arctg?0??2??X?若求出的長度為負(fù)值,則加上λ/2取其正?Xs?2??Y?1lsc?1?Y?短路支節(jié):?arctg?0??arctg?0??2??B??Bs?2??B??1?B?loc1開路支節(jié):?arctg?s??arctg???2??Y0?2??Y0?
若求出的長度為負(fù)值,則的結(jié)果
并聯(lián)
加上λ/2取其正的結(jié)果
11.練習(xí): 設(shè)無耗傳輸線的特性阻抗為50Ω,工作頻率為300MHz, 終端接有負(fù)載Zl=25+j75(Ω), 試求串聯(lián)短路匹配支節(jié)離負(fù)載的距離L1及短路支節(jié)的長度L2。第二章
1.規(guī)則金屬波導(dǎo)的特征: 沿軸線方向,橫截面形狀、尺寸及填充媒質(zhì)的電參數(shù)和分布狀態(tài)均不變化的無限長的直波導(dǎo)。管壁材料一般由銅、鋁等金屬制成。
2.規(guī)則金屬波導(dǎo)的特點(diǎn),規(guī)則金屬波導(dǎo)僅有一個導(dǎo)體,不能傳播TEM導(dǎo)波;每種導(dǎo)模都具有相應(yīng)的截止波長?c(或fc),只有滿足條件?c> ?(工作波長)或fc 222k?k??c3.為傳輸系統(tǒng)的本征值 當(dāng)β=0時, 意味著波導(dǎo)系統(tǒng)不再傳播, 亦稱為截止, 此時 kc=k, 故將kc稱為截止波數(shù) 4.描述波導(dǎo)傳輸特性的主要參數(shù)有: 相移常數(shù)、截止波數(shù)、相速、波導(dǎo)波長、群速、波阻抗及傳輸功率 22kk?0,即k?0ccc5.導(dǎo)行波的分類 此時E=0和H=0TEM波 ?0將E≠0而H=0的波稱為磁 z z z z場純橫向波, 簡稱TM波 將Ez=0而Hz≠0 的波稱為電場純橫向波, 簡稱TE波 快波:TM波和TE波,其相速vp=ω/β>c/ 均比無界媒質(zhì)空間中的速度要快, 故稱之為快波 ?cTEmn??cTMmn?6.TE10模特點(diǎn):場結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定、頻帶寬和損耗小 7.管壁電流:波導(dǎo)中傳輸微波信號時在金屬波導(dǎo)內(nèi)壁上產(chǎn)生的感應(yīng)電流研究波導(dǎo)管壁電流結(jié)構(gòu)的意義:波導(dǎo)損耗的計(jì)算需要知道波導(dǎo)管壁電流;實(shí)際應(yīng)用中,波導(dǎo)元件的連接及通過在波導(dǎo)壁上開槽或孔以做成特定用途的元件,此時接頭與槽孔的位置就不應(yīng)破壞波導(dǎo)管壁電流的通路,否則將嚴(yán)重破壞原波導(dǎo)內(nèi)的電磁場分布,引起輻射和反射,影響功率的有效傳輸;當(dāng)需要在波導(dǎo)壁上開槽做成縫隙天線時,開槽應(yīng)切斷管壁電流。矩形波導(dǎo)TE10模的管壁電流與管壁上的輻射性和非輻射性 8.圓波導(dǎo)的主模:TE11模 ?cTE11=3.41a; ?cTM01=2.61a; ?cTE01=1.64a 電場激勵:把激勵裝置放在波導(dǎo)中所需模式電場最強(qiáng)的位置,并使其產(chǎn)生的電場與所需模式電場一致 磁場激勵把激勵裝置放在波導(dǎo)中所需模式磁場最強(qiáng)處、并使其產(chǎn)生的磁場與所需模式磁場一致。電流激勵當(dāng)用饋電波導(dǎo)去激勵另一波導(dǎo)時,常采用孔激勵.由于波導(dǎo)開口處的輻射類似于電流元的輻射,故稱電流激勵。第六章 1.用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線 2.天線應(yīng)有以下功能 ① 天線應(yīng)能將導(dǎo)波能量盡可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪芰?。這首先要求天線是一個良好的電磁開放系統(tǒng), 其次要求天線與發(fā)射機(jī)或接收機(jī)匹配。② 天線應(yīng)使電磁波盡可能集中于確定的方向上, 或?qū)Υ_定方向的來波最大限度的接收, 即天線具有方向性。 2?2???c22kcmn(m/a)?(n/b)③ 天線應(yīng)能發(fā)射或接收規(guī)定極化的電磁波, 即天線有適當(dāng)?shù)臉O化。 ④ 天線應(yīng)有足夠的工作頻帶新功能:對傳遞的信息進(jìn)行一定的加工和處理, 如信號處理天線、單脈沖天線、自適應(yīng)天線和智能天線等。 3.天線的分類: 按用途:通信天線、廣播電視天線、雷達(dá)天線等;按工作波長:長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線等; 按輻射元的類型: 線天線和面天線。所謂線天線由半徑遠(yuǎn)小于波長的金屬導(dǎo)線構(gòu)成;面天線由尺寸大于波長的金屬或介質(zhì)面構(gòu)成的。 4.電基本振子是一段長度遠(yuǎn)小于波長, 電流I振幅均勻分布、相位相同的直線電流元, 它是線天線的基本組成部分, 任意線天線均可看成是由一系列電基本振子構(gòu)成。5.60?IlE??jsin?e?jkrr?IlH??jsin?e?jkr2r?電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場 ① 電基本振子的遠(yuǎn)區(qū)場是一個沿著徑向向外傳播的橫電磁波, 所以遠(yuǎn)區(qū)場又稱輻射場;在不同的方向上, 輻射強(qiáng)度是不相等的,說明電基本振子的輻射有方向性。 |E(?,?)|F(?,?)?|E(?,?)|max 6.場強(qiáng)振幅歸一化方向性函數(shù) 6.主瓣寬度:半功率波瓣寬度:方向圖主瓣兩個半功率點(diǎn)之間的寬度, 在場強(qiáng)方向圖中, 等于最大場強(qiáng)的 1/2 兩點(diǎn)之間的寬度;零功率波瓣寬度:頭兩個零點(diǎn)之間的角寬 7.第一旁瓣電平的高低, 在某種意義上反映了天線方向性的好壞。如旁瓣電平較低的天線并不表明集束能力強(qiáng), 而旁瓣電平小也并不意味著天線方向性必然好。8.D?4?Le?2 9.收發(fā)互易性:同一天線作為發(fā)射和接收時的電參數(shù)相同 00??2??F(?,?)sin?d?d?Ae?輸入點(diǎn)電流實(shí)際天線的有效長度 1LI(z)dz??LI0 ?20010.接收天線的有效接收面積 11.接收天線的方向性 ① 主瓣寬度盡可能窄, 以抑制干擾② 旁瓣電平盡可能低③ 天線方向圖中最好能有一個或多個可控制的零點(diǎn) 第七章 1.電波傳播方式:視距傳播;天波傳播;地面波傳播;不均勻媒質(zhì)傳播 ??2??F(?,?)sin?d?d?22.Friis傳輸公式: S0?3.衰落現(xiàn)象衰落:指信號電平隨時間的隨機(jī)起伏。分類:吸收型衰落和干涉型衰落。 吸收型衰落:主要是由于傳輸媒質(zhì)電參數(shù)的變化, 使得信號在媒質(zhì)中的衰減發(fā)生相應(yīng)的變化而引起的。慢衰落:由上述原因引起的信號電平的變化較慢, 稱為慢衰落(圖7-1(a))干涉型衰落:由隨機(jī)多徑干涉現(xiàn)象引起的。在某些傳輸方式中, 由于收、發(fā)兩點(diǎn)間存在若干條傳播路徑, 典型的如天波傳播、不均勻媒質(zhì)傳播等??焖ヂ洌憾鄰礁缮嬉鸬腜?4πr2 |E0|21S0?Re(E?H*)?2240π 信號起伏周期很短, 信號電平變化很快 4.視距傳播:指發(fā)射天線和接收天線處于相互能看見的視線距離內(nèi)的傳播方式??捎糜诘孛嫱ㄐ拧⑿l(wèi)星通信以及雷達(dá)等 第八章 1.元因子:表示組成天線陣的單個輻射元的方向圖函數(shù), 其值僅取決于天線元本身的類型和尺寸。體現(xiàn)了天線元的方向性對天線陣方向性的影響。陣因子:表示各向同性元所組成的天線陣的方向性, 其值取決于天線陣的排列方式及其天線元上激勵電流的相對振幅和相位, 與天線元本身的類型和尺寸無關(guān)。 2.方向圖乘積定理:在各天線元為相似元的條件下, 天線陣的方向圖函數(shù)是單元因子與陣因子之積。 3.寬頻帶天線:阻抗、方向圖等電特性在一倍頻程(fmax/fmin=2)或幾倍頻程范圍內(nèi)無明顯變化的天線;非頻變天線:阻抗、方向圖等電特性在更大頻程范圍內(nèi)(如fmax/fmin≥10)基本不變化的天線。 4.智能天線分類(1)、切換波束天線:具有有限數(shù)目的、固定的、預(yù)定義的方向圖(2)、自適應(yīng)陣列天線 采用高級信號處理算法從接收到的信號中分辨出期望信號、干擾信號以及它們的方向和相關(guān)性,并利用這些信息分別對期望信號和干擾信號加以增強(qiáng)和抑制。同時不斷地自適應(yīng)地形成新的波束實(shí)現(xiàn)動態(tài)跟蹤,始終保持使主瓣指向期望用戶,而將干擾信號置零。 5.智能天線對移動通信系統(tǒng)的性能改善: 1、提高頻譜利用效率,增大系統(tǒng)容量 2、克服遠(yuǎn)近效應(yīng),實(shí)現(xiàn)空時多用戶檢測 3、減小電磁污染及相互干擾 4、實(shí)現(xiàn)移動臺定位,為越區(qū)切換提供可靠的依據(jù) 5、增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性 6、降低無線基站的成本 [例 6-4]一長度為2h(h<<λ)中心饋電的短振子, 其電流分布為: , 其中I0為輸入電流, 也等于波腹電流Im 試求: ① 短振子的輻射場(電場、磁場); ② 輻射電阻及方向系數(shù); ③ 有效長度。 解: 此短振子可以看成是由一系列電基本振子沿z軸排列組成。Z軸上電基本振子的輻射場為 I(Z)?I0(1?Z)h 國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一覽 西北工業(yè)大學(xué) 水中兵器國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 無人機(jī)特種技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 超高溫復(fù)合材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 翼型葉柵空氣動力學(xué)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 固體火箭發(fā)動機(jī)燃燒、熱結(jié)構(gòu)與內(nèi)流場國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 精密熱加工國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 可調(diào)諧(氣體)激光國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 特種環(huán)境復(fù)合材料技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 空間環(huán)境材料行為及評價(jià)技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京航空航天大學(xué) 航空發(fā)動機(jī)氣動熱力國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 飛行器控制一體化技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 可靠性與環(huán)境工程技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 計(jì)算流體力學(xué)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國防科技大學(xué) 并行與分布處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新型陶瓷纖維及其復(fù)合材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 精確制導(dǎo)自動目標(biāo)識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華中科技大學(xué) 多譜圖像信息處理技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 脈沖功率技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京理工大學(xué) 車輛傳動實(shí)驗(yàn)室國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 機(jī)電工程與控制國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 電子科技大學(xué) 大功率微波電真空器件技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 抗干擾技術(shù)國防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 西安電子科技大學(xué) 雷達(dá)信號處理國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天線與微波技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(共建) 中國人民解放軍軍械工程學(xué)院 電磁防護(hù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院 裝備再制造技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國人民解放軍海軍工程大學(xué) 艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 哈爾濱工程大學(xué) 水聲技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京航空航天大學(xué) 直升機(jī)旋翼動力學(xué)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南京理工大學(xué) 彈道國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中北大學(xué) 電子測試技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中南大學(xué) 輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 長春理工大學(xué) 高功率半導(dǎo)體激光國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國電子科技集團(tuán)公司第13研究所 砷化鎵超高速集成電路和功率器件國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國電子科技集團(tuán)公司第14研究所 天線與微波技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國電子科技集團(tuán)公司第22研究所 電波環(huán)境特性及?;夹g(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國電子科技集團(tuán)公司第29研究所 電子對抗國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國電子科技集團(tuán)公司第36研究所 通信對抗技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京航空材料研究院 先進(jìn)復(fù)合材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司第303研究所(北京航空精密機(jī)械研究所)超精密加工技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司第304研究所(北京無線電計(jì)量測試技術(shù)研究所)計(jì)量與校準(zhǔn)技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司第613研究所(洛陽電光設(shè)備研究所)火力控制技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司第625研究所(北京航空制造工程研究所)高能束流加工技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航空工業(yè)第二集團(tuán)公司第602研究所(中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所)直升機(jī)旋翼動力學(xué)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院(中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院)第12研究所 導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院(中國空間技術(shù)研究院)第504研究所(西安空間無線電技術(shù)研究所)空間微波基礎(chǔ)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國航天科工集團(tuán)北京仿真中心 導(dǎo)彈控制系統(tǒng)仿真國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第55研究所 柔性制造系統(tǒng)技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司第213研究所 火工品安全性可靠性國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國船舶重工集團(tuán)公司第701所研究所(中國艦船研究設(shè)計(jì)中心,原武漢船舶設(shè)計(jì)研究所) 電磁兼容性國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國船舶重工集團(tuán)公司第715研究所(杭州應(yīng)用聲學(xué)研究所)聲納技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國船舶重工集團(tuán)公司第725研究所(洛陽船舶材料研究所)海洋腐蝕與防護(hù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第五篇:國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一覽