天线与电波传播（第四版）课件全套 第1--14章 绪论 、天线基础知识---地面移动通信中接收场强的预测.pdf

绪 论 自从1873年麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在， 并于1897年由马可尼首次获得一个完整的无线电报系 统专利以来，伴随着科学技术的不断进步，人类对自 然界广泛存在的电磁波这一物质形态的认识不断深化， 同时又创造了多种多样的电磁波工程系统——无线电 通信系统。从电视、广播、移动通信，到雷达、导航、 气象、定位、卫星，再到军事领域中的制导武器、电 子对抗，在电磁现象的各种激励机理和传播效应等领 域，取得了极为丰硕的研究应用成果。 任何无线电电子系统的信息传输既包含有 电波能量的发射和接收，也包含有电磁波在空 间的传播过程。天线与电波传播的理论与技术 研究作为无线电科学重要组成的分支学科，是 具有广泛实用意义与科学意义的应用基础学科 和交叉学科，其研究成果将直接影响着电磁波 工程系统的整体水平。 发射天线 接收天线 馈线 发射机 接收机 通信系统示意图 天线是任何无线电通信系统都离不开的重要 前端器件。 天线的任务是将发射机输出的高频电流能量 转换成电磁波辐射出去，或将有用的空间电波信 号转换成高频电流能量送给接收机。 为了能良好地实现上述目的，要求天线具有 一定的方向特性，较高的转换效率，能满足系统 正常工作的频带宽度。天线作为无线电系统中不 可缺少而且非常重要的部件，其本身的质量直接 影响着无线电系统的整体性能。 由于无线电通信系统的多样性，天线的种类很多。 按照用途的不同，可将它们分为通信天线、广播 和电视天线、雷达天线、导航和测向天线等； 按照工作波长可分为长波天线、中波天线、短波 天线、超短波天线以及微波天线等； 按照天线的特色可分为圆极化天线、线极化天线、 窄频带天线、宽频带天线、非频变天线以及数字波束 天线等。 为了理论分析的方便，通常将天线按照其结构分 成两大类：一类是由导线或金属棒构成的线天线，主 要用于长波、短波和超短波；另一类是由金属面或介 质面构成的面天线，主要用于微波波段。 对数周期偶极子天线（LPDA） 引向天线 测向天线 车载天线 移动通信基站天线 卡塞格仑天线 射电天文 用天线 （26m） 电波传播的主要研究领域是电磁波与传播媒质 的相互作用及其在有关电子系统工程和环境探测研 究中的应用。电波传播研究的基本问题，是不同频 段的电波通过各种自然环境媒质的传播效应及其在 时、空、频域中的变化规律。电波传播在很大程度 上也是一门实验性科学，需要在长期大量的实测积 累和应用实践中不断完善和发展，研究应用的领域 和问题也将日益广泛和深入。 第1章 天线基础知识 1.1 基本振子的辐射 （重点） 1.1.1 电基本振子的辐射 i l ～ i l 长度 lλ 电流分布等幅同相 lλ的元天线 i I m cos( ω t + ϕ ) （一）电偶极振子的辐射过程 电力线 磁力线 （二）电、磁场的表达式Z E 坐标变量 （r ，θ，ϕ ） r E 坐标单位矢量 p ϕ v v v