天线理论-基本参数

本章讨论基本通信参数，以便更好地了解使用天线的无线通信。无线通信是以波的形式进行的。因此，我们需要了解通信中波的特性。

在本章中，我们将讨论以下参数 -

频率
波长
阻抗匹配
驻波比和反射功率
带宽
带宽百分比
辐射强度

现在，让我们详细了解它们。

频率

根据标准定义，“波在特定时间内的重复率称为频率”。

简单地说，频率是指事件发生的频率的过程。周期波在每“T”秒（时间段）后重复一次。周期波的频率只不过是时间周期（T）的倒数。

数学表达

从数学上来说，它的写法如下所示。

$$f = \frac{1}{T}$$

在哪里

f是周期波的频率。
T是波重复的时间周期。

单位

频率的单位是赫兹，缩写为Hz。

上图表示一个正弦波，此处绘制的是电压（毫伏）与时间（毫秒）的关系。该波每 2t 毫秒重复一次。因此，时间段 T=2t 毫秒，频率 $f = \frac{1}{2T}KHz$

波长

根据标准定义，“两个连续最大点（波峰）之间或两个连续最小点（波谷）之间的距离称为波长。 ”

简单地说，两个紧邻的正峰或两个紧邻的负峰之间的距离只不过是该波的长度。它可以被称为波长。

下图显示了周期波形。波长（λ）和振幅如图所示。频率越高，波长越小，反之亦然。

数学表达

波长的公式为：

$$\lambda = \frac{c}{f}$$

在哪里

λ是波长
c是光速（$3 * 10^{8}$ 米/秒）
f是频率

单位

波长λ以长度单位表示，例如米、英尺或英寸。常用术语是米。

阻抗匹配

根据标准定义，“当发射器的阻抗近似值等于接收器的阻抗近似值，或反之亦然时，称为阻抗匹配。”

天线和电路之间必须进行阻抗匹配。天线、传输线和电路的阻抗应匹配，以便在天线和接收器或发射器之间发生最大功率传输。

匹配的必要性

谐振装置就是其中之一，它可以在某些窄带频率下提供更好的输出。天线是一种谐振设备，如果阻抗匹配，可以提供更好的输出。

如果天线阻抗与自由空间阻抗匹配，则天线辐射的功率将被有效辐射。
对于接收天线，天线的输出阻抗应与接收放大器电路的输入阻抗匹配。
对于发射器天线，天线的输入阻抗应与发射器放大器的输出阻抗以及传输线阻抗匹配。

单位

阻抗（Z）的单位是欧姆。

驻波比和反射功率

根据标准定义，“驻波中最大电压与最小电压之比称为电压驻波比。”

如果天线、传输线和电路的阻抗不匹配，则功率将无法有效辐射。相反，一些功率会被反射回来。

主要特点是 -

表示阻抗不匹配的术语是VSWR。
VSWR代表电压驻波比。也称为SWR。
阻抗失配越高， VSWR值就越高。
有效辐射的理想驻波比应为1:1。
反射功率是前向功率中浪费的功率。反射功率和驻波比表示同一件事。

带宽

根据标准定义，“为特定通信指定的波长中的频带称为带宽。”

信号在发送或接收时是在一定频率范围内进行的。该特定频率范围被分配给特定信号，以便其他信号不会干扰其传输。

带宽是传输信号的较高频率和较低频率之间的频带。
带宽一旦分配，就不能被其他人使用。
整个频谱被划分为带宽以分配给不同的发射机。

我们刚才讨论的带宽也可以称为绝对带宽。

百分比带宽

根据标准定义，“绝对带宽与该带宽的中心频率的比率可以称为百分比带宽。”

频带内信号强度最大的特定频率称为谐振频率。它也称为频带的中心频率（fC）。

较高频率和较低频率分别表示为f _H和f _L。
绝对带宽由- f _H - f _L给出。
要了解带宽有多宽，必须计算分数带宽或百分比带宽。

数学表达

计算带宽百分比可以了解组件或系统可以处理多少频率变化。

$$百分比\带宽 = \frac{绝对\带宽}{中心频率} = \frac{f_{H} - f_{L}}{f_{c}}$$

在哪里

${f_{H}}$ 频率较高
${f_{L}}$ 是较低频率
${f_{c}}$ 是中心频率

带宽百分比越高，通道的带宽就越宽。

辐射强度

“辐射强度定义为每单位立体角的功率”

从天线发射的辐射在特定方向上更强烈，表示该天线的最大强度。最大可能程度的辐射发射只不过是辐射强度。

数学表达

辐射强度是通过辐射功率乘以径向距离的平方得到的。

$$U = r^{2} \times W_{rad}$$

在哪里

U是辐射强度
r是径向距离
W _rad是辐射功率。

上式表示天线的辐射强度。径向距离的函数也表示为Φ。

单位

辐射强度的单位为瓦特/球面度或瓦特/弧度²。