微波射频学习笔记14-------天线学习前的扫盲工作

1.天线的功能是什么？
天线可以看成一种器件，功能是将传输线上的电磁波转换成空中的电磁波，也可反向转换；
注：传输线上的电磁波叫导行波，全部或绝大部分电磁能量被约束在有限横截面内沿确定方向传输的电磁波。

2.天线的用途是什么？
只要是利用电磁波来传递信息的系统，都需要天线增强信号辐射的范围和强度。

3.天线的原理是什么？
对一个事物的描述，不同文笔，不同角度，不同情形下都不同，但都对。
①天线辐射是信号源的扰动；
②天线辐射是时变电流源产生的，由做加速度运动的电荷激发；
③天线问题就是研究天线所产生的空间电磁场电特性，理论来自于麦克斯韦方程及其边界条件。
看完各种资料，个人感觉好像似乎大概应该可能可以这样理解：电磁波从信
号源出来，本来今天高高兴兴，走的好好的，突然路变了，从线或者RLC器件出来，傻眼了，只有空气，感觉走到了悬崖边；波生无望，心态崩了之后上下左右横跳，横跳的范围就是信号辐射范围。
这时候假如说我是上帝，给它在悬崖边安装一个跳板，可以让他利用弹跳，360°螺旋托马斯回转上天！这个跳板就是天线，能跳的多高多远代表的就是信号辐射强度和范围。
至于怎么利用跳板搞他心态，问托马斯去…我也不知道，毕竟我只是个孩子。

4.天线的振子是什么？

振 子：能产生显著辐射的直导体，构成天线的基本单位；
基本振子：导体长度为1/4波长，此时辐射强度最大；
对称振子：两臂长度相等的振子；
半波对称振子：每臂长度为1/4波长、全长为1/2波长的振子，可独立使用，也可组成阵列。

5.天线的近场和远场指什么？
天线同时存在的两个电磁场。
①近区场：条件是kr<<1，也叫感应场；
1)场强随距离变大，迅速减小；
2)电场与磁场相位差90°，电场滞后于磁场；
3)电磁能量在场源和场间来回振荡，没有能量向外辐射。
②远区场：条件是kr>>1，也叫辐射场；②远场距离S=2D*D/λ（D天线最大线度）
1)场强随距离变大，而变小；
2)辐射没有分量，是TEM波，以球面形式扩散；
3)各项能量不等，有方向性，是不均匀的球面波。

6.天线设计的参数有哪些？
阻抗、带宽、方向性、辐射效率、增益、极化方向。
①阻抗：50Ω特性阻抗的匹配；
②带宽：满足指标的频带宽度；
③方向性：场强各向不同，代表能量的集中程度；
④效率：输出功率Pin/辐射功率Pr，代表天线的转化率；
⑤增益：某个方向的辐射强度/同一输入功率在空间均匀辐射的强度，方向性和效率的乘积，因为效率总是＜1，所以增益不大于方向性。因为能量守恒，所以增益不是越高越好，如下图：
⑥极化方向：电场方向与信号源电场方向始终平行，则为线极化；电场矢量端点轨迹是圆，则为圆极化。

7.馈线系统和天馈系统
把天线和发射和接收源连接起来的系统叫馈线系统；
天线加馈线系统，统称为天馈系统。