天線特性參量
正文
天線最有用的特性參量除了方向圖、方向性係數(見天線方向性)、輸入阻抗(見天線阻抗)之外,還有有效長度、有效面積、極化、頻頻寬度、噪聲溫度等。天線的有效長度 某一電流分布不均勻的對稱天線,若以均勻電流分布為I0(輸入端電流)的天線來等效,使兩者在最大輻射方向產生相等的輻射場強,則均勻電流分布所需的天線長度,稱為該天線(電流不均勻分布)的有效長度,記為
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有效面積的計算公式可以改寫為
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極化特性 天線在主輻射方向遠距離點上所觀察到的輻射平面波的極化特性。例如,在主輻射方向輻射線極化波的天線稱為線極化天線;在主輻射方向輻射圓極化波的天線稱為圓極化天線等。
接收天線的極化特性與它用作發射天線時的極化特性相同。為了獲得最大傳輸功率,發射天線與接收天線的極化特性應該一致,如果發射天線和接收天線的極化特性不一致,傳輸效率就會降低,這稱為極化失配。
天線頻寬 天線和饋線的主要參量都符合規定要求時,工作頻率可以變動的範圍,稱為天線的通頻帶。工程上常以通頻帶與中心頻率的比值作為相對頻寬。天線頻寬主要決定於天線型式和結構。當頻率變動時,天線、饋線之間的阻抗不匹配會引起饋線上駐波係數增大。若規定容許駐波係數變化極限,便可確定天線的頻寬。對一般線天線,如規定駐波係數為1.5~2時,其相對頻寬約為百分之幾;對於粗天線,則可達百分之幾十。
天線噪聲溫度 天線噪聲溫度與天線的熱噪聲輸出相對應。當接收天線周圍的媒質是均勻的,且其環境溫度為T0(K)時,則天線上噪聲電壓的均方值為堹02=4kT0BRA,式中k為玻耳茲曼常數,B為頻寬,RA為天線輸入電阻。這種噪聲稱為熱噪聲。
當工作波長減小到微波波段時,宇宙噪聲比天線熱噪聲大得多。若用堹A2表示由於宇宙噪聲引起的接收機輸入端的噪聲電壓的均方值,TA表示相應的等效噪聲溫度,則堹A2=4kTABRA。因此,天線的噪聲溫度並不是天線的物理溫度,而是表征天線接收背景噪聲大小的一個特性參量。
參考書目
謝處方:《電波與天線》,人民郵電出版社,北京,1966。
H.Jasik,Antenna Engineering Handbook,McGraw-Hill,New York,1961.