天線近代物理實驗

1、近代物理實驗實驗報告實驗報告成績：班級：姓名：同組者：教師：實驗B3天線的方向圖測量【實驗目的實驗目的】1了解天線的基本工作原理。2繪制并理解天線方向圖。3根據(jù)方向圖研究天線的輻射特性?！緦嶒炘韺嶒炘怼恳惶炀€的原理一天線的原理天線的作用首先在于輻射和接收無線電波，但是能輻射或接收電磁波的東西不一定都能用來作為天線。任何高頻電路，只要不被完全屏蔽，都可以向周圍空間或多或少地輻射電磁波，或從周圍空間或多或少地接收電磁波。但是任意一個高頻

2、電路并不一定能用作天線，因為它的輻射或接收效率可能很低。要能夠有效地輻射或者接收電磁波，天線在結(jié)構(gòu)和形式上必須滿足一定的要求。圖B11給出由高頻開路平行雙導線傳輸線演變?yōu)樘炀€的過程。開始時，平行雙導線傳輸線之間的電場呈現(xiàn)駐波分布，如圖B31a。在兩根互相平行的導線上，電流方向相反，線間距離又遠遠小于波長，它們所激發(fā)的電磁場在兩線外部的大部分空間由于相位相反而互相抵消。如果將兩線末端逐漸張開，如圖B31b所示，那么在某些方向上，兩導線產(chǎn)生

3、的電磁場就不能抵消，輻射將會逐漸增強。當兩線完全張開時，如圖B31c所示，張開的兩臂上電流方向相同，它們在周圍空間激發(fā)的電磁場只在一定方向由于相位關(guān)系而互相抵消，在大部分方向則互相疊加，使輻射顯著增強。這樣的結(jié)構(gòu)被稱為開放式結(jié)構(gòu)。由末端開路的平行雙導線傳輸線張開而成的天線，就是通常的對稱振子天線，是最簡單的一種天線。天線輻射的是無線電波，接收的也是無線電波，然而發(fā)射機通過饋線送入天線的并不是無線電波，接收天線也不能把無線電波直接經(jīng)饋線送

4、入接收機，其中必須進行能量的轉(zhuǎn)a.發(fā)射機發(fā)射機發(fā)射機同軸電纜電場電場電場c.b.a.發(fā)射機發(fā)射機發(fā)射機同軸電纜電場電場電場c.b.圖B31傳輸線演變?yōu)樘炀€表征。電路特性包括天線的輸入阻抗、效率、頻率寬度和匹配程度等；輻射特性包括方向圖、增益、極化、相位等，為了達到最佳的通信效果，要求天線必須具備一定的方向性，較高的轉(zhuǎn)換效率，以及滿足系統(tǒng)工作的頻帶寬度。根據(jù)無線電技術(shù)設備的任務不同，常常要求天線不是向所有方向均勻地輻射（或?qū)λ蟹较蚓哂型?/p>

5、等的接受能力），而是只向某個特定的區(qū)域輻射（或只接受來自特定區(qū)域的無線電波），在其它方向不輻射或輻射很弱（接受能力很弱或不能接收），也就是說，要求天線具有方向性。如果天線沒有方向性，對發(fā)射天線來說，它說輻射的功率中只有很少一部分到達所需要的方向，大部分功率浪費在不需要的方向上；對接收天線來說，在接受到所需要的信號同時，還接收到來自其它方向的干擾和噪聲，甚至使信號完全淹沒在干擾和噪聲中。因此，一副好的天線，在有效地輻射或接收無線電波的同時

6、，還應該具有為完成某種任務而要求的方向特性。天線所輻射的無線電波能量在空間方向上的分布，通常是不均勻的，這就是天線的方向性。即使最簡單的天線也有方向性，完全沒有方向性的天線實際上不存在。為了表示天線的方向特性，人們規(guī)定了幾種方向性電參數(shù)，其中一個就是輻射方向圖。天線方向圖是指與天線等距離處，天線輻射參量在空間中的相對分布隨方向變化的圖形。所謂輻射參量包括輻射的功率通量密度、場強、相位和極化等。實際應用中，我們最關(guān)心的是天線輻射能量的空間

7、分布，在沒有特別指明的情況下，輻射方向圖一般均指功率通量密度的空間分布。方向圖還可以用分貝（dB）表示，功率方向圖用分貝表示后就稱為分貝方向圖，它表示某方向的功率通量密度相對于最大值下降的分貝數(shù)。天線某方向的分貝數(shù)的計算方法見公式（B31），其中為某方向的功率通量密度，為最大功率通量密度。繪制方向圖PmaxP可以采用極坐標，也可以采用直角坐標。極坐標方向圖形象、直觀，但對于方向性強的天線難于精確表示；直角坐標方向圖雖然沒有極坐標方向圖形