射频实验五实验报告.docx

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射频实验五实验报告

实验五微带天线设计、仿真、制作与测试

一、实验目的

1.了解描述天线性能的主要参数及天线类型

2.了解微带天线的辐射机理和设计方法

3.掌握用ADS进行微带天线优化仿真的方法与步骤

二、天线的基本原理

1.天线的辐射原理

（1）将传输线中的高频电磁能转成为自由空间的电磁波；

（2）将自由空间中的电磁波转化为传输线中的高频电磁能。

2.电磁波辐射与场区的划分

（a）感应近场：

（b）辐射近场

（c）辐射远场：

3.天线的分类

（1）从方向性分：

有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状波束天线、扇形波束天线等。

（2）从极化特性分：

有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。

线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线。

（3）从频带特性分：

有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。

（4）按天线上电流分布分:

有行波天线、驻波天线。

（5）按使用波段分类:

有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。

（6）按天线外形分类:

有鞭状天线、T形天线、Γ形天线、V形天线、菱形天线、环天线、螺旋天线、波导口天线、波导缝隙天线、喇叭天线、反射面天线等。

还有八木天线，对数周期天线、阵列天线。

阵列天线又有直线阵天线、平面阵天线、附在某些载体表面的共形阵列天线等。

4.天线的技术指标

（1）天线的方向性因子

方向性因子：

，归一化方向性因子：

。

（2）E面和H面方向图

工程上常采用通过最大辐射方向的两个正交平面上的剖面图来描述天线的方向图。

这两个相互正交的平面称之为主面，对于线极化天线来说通常取为E面和H面。

E面：

指通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面。

H面：

指通过天线最大辐射方向并平行于磁场矢量的平面。

（3）主瓣宽度

方向图主瓣上两个半功率点之间的夹角，记为2θ0.5。

又称为半功率波束宽度或3dB波束宽度。

一般情况下，天线的E面和H面方向图的主瓣宽度不等，可分别记为2θ0.5E和2θ0.5H。

可以描述天线波束在空间的覆盖范围，主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。