天線可調(diào)整的電子參數(shù)有哪些
天線是一種變換器,它能夠?qū)鬏斁€中的導(dǎo)行波轉(zhuǎn)換成在無界媒介(通常是自由空間)中傳播的電磁波,或者進(jìn)行相反的變換。無線電設(shè)備中用來發(fā)射或接收電磁波的部件就是天線。無線電通信、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、遙感、射電天文等工程系統(tǒng),凡是利用電磁波來傳遞信息的,都依靠天線來進(jìn)行工作。此外,在用電磁波傳輸能量方面,非信號(hào)的能量輻射也需要天線。
天線的分類方式有多種,按工作性質(zhì)可以分為發(fā)送天線和接收天線;按用途可以分為通訊天線、廣播天線、電視天線、雷達(dá)天線等;按工作波長(zhǎng)可以分為超長(zhǎng)波天線、長(zhǎng)波天線、中波天線、短波天線、超短波天線、微波天線等;根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和工作原理,可以分為線天線和面天線。
天線的性能參數(shù)主要包括方向圖、方向性系數(shù)、增益、輸入阻抗、輻射效率、極化和帶寬。天線的方向圖描述了天線在不同方向上的輻射強(qiáng)度,方向性系數(shù)和增益則是描述天線定向輻射能力的參數(shù)。輸入阻抗描述了天線與饋線之間的匹配程度,輻射效率反映了天線將電能轉(zhuǎn)換為電磁能的能力,極化則描述了電場(chǎng)矢量的方向隨時(shí)間變化的軌跡,帶寬則是天線工作頻率的范圍。
天線的可調(diào)整電子參數(shù)主要包括以下幾種:
1. 諧振頻率:這是天線工作的中心頻率,通過調(diào)整諧振頻率,可以改變天線的工作頻段。天線的諧振頻率,又稱為共振頻率,通常指天線在某一頻率下達(dá)到最大增益值。此時(shí),天線與電磁波的頻率相匹配,能夠有效地輻射或接收電磁波。對(duì)于線天線,其諧振頻率與電長(zhǎng)度相關(guān),而電長(zhǎng)度通常由物理長(zhǎng)度除以自由空間中波傳輸速度與電線中速度之比得到。對(duì)于面天線,其諧振頻率通常由天線的幾何形狀和尺寸決定。
為了調(diào)整天線的諧振頻率,可以改變天線的物理長(zhǎng)度、材料、形狀或結(jié)構(gòu)等參數(shù)。例如,在無線通信系統(tǒng)中,根據(jù)不同的通信頻段需求,可以選擇不同類型和規(guī)格的天線,以實(shí)現(xiàn)最佳的通信效果。天線的諧振頻率還受到周圍環(huán)境的影響,如溫度、濕度、氣壓等。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體情況對(duì)天線進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化,以確保其正常工作并發(fā)揮最佳性能。
2. 阻抗:天線的輸入阻抗是衡量天線與饋線之間匹配程度的指標(biāo),阻抗不匹配會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸效率降低。通常需要調(diào)整天線的輸入阻抗以實(shí)現(xiàn)與饋線的良好匹配。
3. 增益:天線增益是指天線在某一方向上的輻射強(qiáng)度與平均輻射強(qiáng)度的比值,是衡量天線定向輻射能力的一個(gè)重要參數(shù)。通過調(diào)整天線的結(jié)構(gòu)或尺寸,可以改變天線的增益。
4. 極化:天線的極化是指電場(chǎng)矢量的方向隨時(shí)間變化的軌跡,通過調(diào)整天線的形狀或尺寸,可以改變天線的極化方式。
5. 帶寬:天線帶寬是指天線工作頻率范圍,通過調(diào)整天線的結(jié)構(gòu)或尺寸,可以改變天線的帶寬。
6. 前后比:前后比是指主瓣的最大輻射方向(規(guī)定為0°)的功率通量密度與相反方向附近(規(guī)定為180°±30°范圍內(nèi))的最大功率通量密度之比值。通過調(diào)整天線的結(jié)構(gòu)或尺寸,可以改變天線的前后比。
7. 方向性系數(shù)和方向角:天線的方向性系數(shù)是指天線在最大輻射方向上的功率密度與平均功率密度之比,而方向角則描述了天線輻射能量在不同方向上的分布。通過調(diào)整天線的結(jié)構(gòu)或尺寸,可以改變天線的方向性系數(shù)和方向角。
8. 電壓駐波比(VSWR):電壓駐波比是衡量天線與饋線之間匹配程度的重要指標(biāo),VSWR越小表示匹配越好。通過調(diào)整天線的結(jié)構(gòu)或尺寸,可以改變天線的電壓駐波比。