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天线理论是研究和解决与天线或天线阵相关的各种问题的学科,主要涉及到电磁波在导体上的辐射和接收。天线理论是一个复杂的学科,涉及到电磁波的辐射、接收、阻抗匹配、极化等多个方面。数学在天线的设计、分析和优化中发挥着至关重要的作用。从基础公式到复杂模型,从数值方法到仿真软件,数学为天线的研发和应用提供了强有力的支持
As shown below👇
No.3:
阻抗
天线阻抗将电压与天线输入端的电流联系起来。正如我们将看到的那样,这是极其重要的。
假设天线的阻抗为50欧姆。如果在天线端子处施加幅度为1伏特的正弦电压,则电流的幅度为1/50=0.02安培。由于阻抗是一个实数,因此电压与电流同相。
或者,假设阻抗是由复数给出的,比如Z=50+j*50欧姆。
虚数是用来提供相位信息的。如果阻抗是完全实的[Z=50+j*0],那么电压和电流正好处于时间相位。如果阻抗全虚的[Z=0+j*50],那么电压在相位上领先电流90度。
No.4:
带宽
带宽是天线的另一个基本参数。带宽描述了天线能够正确辐射或接收能量的频率范围。通常,所需带宽是决定天线的决定参数之一。例如,许多天线类型具有非常窄的带宽,不能用于宽带工作。
带宽通常用驻波比VSWR表示。例如,天线可以被描述为工作在100-400MHz,VSWR<1.5。这意味着,在所引用的频率范围内,反射系数小于0.2。因此,在输送到天线的功率中,只有4%的功率被反射回发射机。或者,回波损耗S11=20*log10(0.2)=-13.98dB。
注意,以上并不意味着传送到天线的96%的功率以EM辐射的形式传输;损失仍然必须考虑在内。
PS:
天线是无线通信领域的核心元素,其存在使得通信信息得以完整的传播和接收。无论是无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感还是射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都离不开天线的支持。天线是一种变换器,它能够将传输线上传播的导行波转换为在无 界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中,天线用于发射或接收电磁波,为发射机或接收机与传播无线电波的媒质之间提供所需要的耦合。