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天線尺寸與頻率,口徑與波寬的關(guān)系

射頻問問 ? 來源:CSDN-溪云無心 ? 2023-06-28 10:46 ? 次閱讀

天線尺寸與頻率

一般設(shè)計天線的尺寸與天線工作頻率的關(guān)系為:天線長度=C/(2f)

其中C表示光速,f表示天線的工作頻率。

天線工作頻率指天線的共振頻率,或中心頻率。每個天線都有一定的頻率范圍,稱為帶寬,在這個范圍內(nèi),天線阻抗最小,效率最高,這個范圍的中間最佳點即中心頻率,駐波比最小,功耗最小,信號最強。

“天線的最佳長度與波長的關(guān)系是固定的”

拋物面天線

拋物面天線從結(jié)構(gòu)上,由照射器和反射面構(gòu)成。

照射器由一些弱方向性天線擔當,比如短電對稱振子天線、喇叭天線。

作用:把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波并投射到拋物面上。

反射面一般由導電性能好的鋁合金板構(gòu)成,厚度為1.5-3mm,或者用玻璃鋼構(gòu)成主拋物面,其內(nèi)粘貼金屬網(wǎng)。

拋物面天線半功率波瓣寬度的確定

照射器方向圖主瓣越寬,口面面積越小。

公式1:天線波寬公式

wKgZomSbnwaAcVmKAAAMZEE4jJI612.png

k為參數(shù),取值范圍在(65-80).最佳照射情況下k=70。

公式2:天線增益公式

wKgZomSbnwaAFP7jAAC-1aPHdvE699.png

公式3:天線口徑尺寸與面積公式

wKgaomSbnwaAU86NAADQtVleH00344.png

綜合兩個公式,得結(jié)論:

當波長確定后,由公式2,有效面積越大,增益越大。

由公式1,口徑越大(即有效面積越大,由公式3),波束越窄。

因此,在波長確定情況下,我們由需要的增益推算得到需要的口徑(根據(jù)公式2、3),此時波束寬度即可由公式1確定。

舉例計算,取L頻段1670MHz,可知波長為(c/1670MHz)=0.03227m。波長確定!

由公式2,得到欲達到14dBi的增益,有效面積應該為0.065平方米。

由公式3,已知天線效率為0.5時,求得口徑為0.405m。

由公式1,已知參數(shù)k為70,將口徑、波長代入,求得天線功率波瓣寬度(二倍的θ)為31.027度。

更進一步,將公式123聯(lián)立,發(fā)現(xiàn)波束寬度唯一由增益確定!如下:

wKgaomSbnwaAAtpwAAD0NNK3s0s009.png

wKgZomSbnwaAZ4lTAAFU7F35Tzg059.png

因此:若人為將口徑增大,就能將波束寬度減小,但同時必然引起G的增大,最終印證了上面公式:增益和波束寬度成反比。

作者:CSDN 溪云無心

審核編輯:湯梓紅
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原文標題:天線尺寸與頻率,口徑與波寬的關(guān)系

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