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1、天线基础概述第1页，本讲稿共13页天線如何輻射l天線輻射主要來至於電流的移動或是具有加速度的電子。l電子如果隨時間做週期性變化時，也會產生輻射。l天線產生電磁波之方式如右圖。第2页，本讲稿共13页近場與遠場(1)l圍繞天線的電磁場可區分三個範圍，如右圖。lReactive near field：電抗能量為主，能量開始遠離天線。R1=0.62D3/D：天線尺寸 ：波長第3页，本讲稿共13页近場與遠場(2)lRadiation near field:l電抗能量減少，可輻射的能量開始散佈在這個區域。R2=2D2/lRadiation far field:l電抗能量已經不存在，只有輻射能量存在於這個區
2、域。l在此區域中功率密度將與天線的距離平方成反比。第4页，本讲稿共13页輻射場型l天線輻射場型是依據輻射遠場特性所畫出的圖形。lMain Lobe:主波束 最大輻射方向的波束lHPBW:半功率波束寬 主波束的半功率的角度寬。lMinor Lobe:次波束 主波束之外的均稱次波束lBack Lobe:與主波束相背的波束lSide Lobe:旁波束 與主波束相鄰的波束第5页，本讲稿共13页方向性l方向性(directivity):特定方向的輻射強度與天線全部方向輻射強度的平均值之比。換言之，特定方向的輻射強度與等值天線(isotropic antenna)之比。第6页，本讲稿共13页輸入阻抗(In
3、put Impedance)l輸入阻抗可用下列式子表現：Zin=Rin+jXinZin：天線阻抗Rin：天線的實部阻抗Xin：天線虛部阻抗，也稱電抗l虛部阻抗所產生的電磁場能量將只會產生於輻射近場之內。第7页，本讲稿共13页反射係數lZin=Rin+jXinlZs=Rs+jXsl=(Zin-Zs)/(Zin+Zs)l因反射係數具有實部及虛部，所以也可轉換成極座標的型式表示。=|第8页，本讲稿共13页電壓駐波比VSWRlVSWR(Voltage standing wave ratio):當天線與系統之間阻抗不匹配時，會有部分能量被反彈回系統端，並與系統的輸出能量之間產生駐波。將此特性數值化便稱為
4、電壓駐波比。lVSWR=(1+|)/(1-|)第9页，本讲稿共13页反射損耗return lossl系統的輸出能量與被反射能量之比。RL=-20log10|VSWR=1 RL=0dB VSWR=1 =0 RL=VSWR=2 =0.3333 RL=-9.54dB第10页，本讲稿共13页天線輻射效益l天線輻射效益antenna radiation efficiency 能量送入至天線與天線輻射出去之能量的比值。兩者之間的差異在於導体與介質所產生的損失。l另一種效益稱為天線效益，比天線輻射效益還多考慮的阻抗不匹配的損失。第11页，本讲稿共13页天線增益l天線增益=天線方向性*天線輻射效益l單位為dBi。l使用電波暗室所量測得到的數值即為天線增益。第12页，本讲稿共13页極化 polarizationl天線之極化定義為以地球表面為基準，輻射波的電場方向即為極化方向。l一般極化區分為Linear(線性)與circular(圓形)極化二種。lLinear含有Vertical與HorizontallCircular含有RHCP與LHCP第13页，本讲稿共13页