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(知识点)天线频带宽度与工作频率的关系

更新时间:2024-04-13 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

1. 天线频段宽度VWp物理好资源网(原物理ok网)

当工作频率变化时,天线相关电参数的变化程度在允许范围内。 此时对应的频率范围就是频带宽度,通常称为带宽。 任何天线都有一定的工作带宽,在这个频段之外没有相应的作用。VWp物理好资源网(原物理ok网)

绝对带宽:ABW=fmax - fmin;VWp物理好资源网(原物理ok网)

相对带宽:FBW=(fmax - fmin)/f0×100%,VWp物理好资源网(原物理ok网)

f0=1/2(fmax + fmin) 为中心频率,VWp物理好资源网(原物理ok网)

当天线工作在中心频率时,驻波比最小,效率最高。VWp物理好资源网(原物理ok网)

频率与波长的关系VWp物理好资源网(原物理ok网)

因此相对带宽的公式通常表示为:VWp物理好资源网(原物理ok网)

FBW=2(fmax-fmin)/(fmax+fmin)VWp物理好资源网(原物理ok网)

由于天线带宽是天线的一项或部分电性能参数满足要求的工作频率范围,因此可以采用不同的电参数来衡量频率带宽。 例如3dB波瓣宽度对应的频段宽度(波瓣宽度是指主瓣最大辐射方向两侧两点之间的夹角,辐射强度下降3dB,即功率密度降低了一半),驻波比满足一定要求。 其中,最常用的是用驻波比来衡量的带宽。VWp物理好资源网(原物理ok网)

2、工作频率与天线尺寸的关系VWp物理好资源网(原物理ok网)

在同一介质中,电磁波的传播速度是一定的(等于真空中的光速,记为c≈3×108m/s)。 根据c=λf可知,波长与频率成反比,两者是唯一的对应关系。VWp物理好资源网(原物理ok网)

天线的长度与波长成正比,与频率成反比。 即频率越高,波长越短,天线可以做得越短。 当然,天线的长度通常不等于1个波长,而常常是1/4波长或1/2波长(一般采用中心工作频率对应的波长)。VWp物理好资源网(原物理ok网)

我们在之前的课程中已经提到过这一点,这里简单回顾一下:VWp物理好资源网(原物理ok网)

“从传输线理论可知,当导体长度为1/4波长的整数倍时,导体在该波长的频率下表现出谐振特性。当导体长度为1/4波长时,有串联谐振特性,导体长度为1/2波长时具有并联谐振特性,在此谐振状态下,天线辐射强烈,发射和接收转换效率高,尽管振荡器的辐射超过1/2波长。辐射会继续加强,但多余部分的辐射会反相,会产生抵消作用,反而会损害整体的辐射效果频率与波长的关系,因此,通常天线采用1/4波长或1/2波长。其中,1/4波长天线主要使用地球作为镜子,而不是半波天线。VWp物理好资源网(原物理ok网)

1/4波长天线通过调整阵列可以达到理想的驻波比和使用效果,同时可以节省安装空间。 但这种长度的天线通常增益较低,无法满足某些高增益传输场景的需求。 在这种情况下,通常使用1/2波长天线。VWp物理好资源网(原物理ok网)

另外,经理论和实践证明,5/8波长阵列(这个长度接近1/2波长但比后者辐射更强)或5/8波长感应缩短阵列方法(距离天线顶部的一半波长距离处有一个加载线圈)来设计或选择天线,还可以获得性价比良好、增益较高的天线。VWp物理好资源网(原物理ok网)

由上述知识可以看出频率与波长的关系,当我们知道了天线的工作频率后,就可以计算出对应的波长。 结合传输线理论、安装空间条件和传输增益要求,我们可以大致知道所需天线的合适长度。VWp物理好资源网(原物理ok网)

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