1、天線基礎概述,吳忠達 01/03/2005,天線如何輻射,天線輻射主要來至於電流的移動或是具有加速度的電子。 電子如果隨時間做週期性變化時，也會產生輻射。 天線產生電磁波之方式如右圖。,近場與遠場 (1),圍繞天線的電磁場可區分三個範圍，如右圖。 Reactive near field：電抗能量為主，能量開始遠離天線。R1=0.62D3/D：天線尺寸：波長,近場與遠場 (2),Radiation near field: 電抗能量減少，可輻射的能量開始散佈在這個區域。R2=2D2/,Radiation far field: 電抗能量已經不存在，只有輻射能量存在於這個區域。 在此區域中功率密度將與
2、天線的距離平方成反比。,輻射場型,天線輻射場型是依據輻射遠場特性所畫出的圖形。 Main Lobe:主波束最大輻射方向的波束 HPBW:半功率波束寬主波束的半功率的角度寬。 Minor Lobe:次波束主波束之外的均稱次波束 Back Lobe:與主波束相背的波束 Side Lobe:旁波束與主波束相鄰的波束,方向性,方向性(directivity):特定方向的輻射強度與天線全部方向輻射強度的平均值之比。換言之，特定方向的輻射強度與等值天線(isotropic antenna)之比。,輸入阻抗(Input Impedance),輸入阻抗可用下列式子表現：Zin=Rin+jXin Zin ：天線
3、阻抗 Rin ：天線的實部阻抗 Xin ：天線虛部阻抗，也稱電抗 虛部阻抗所產生的電磁場能量將只會產生於輻射近場之內。,反射係數,Zin=Rin+jXin Zs=Rs+jXs =(Zin-Zs)/(Zin+Zs) 因反射係數具有實部及虛部，所以也可轉換成極座標的型式表示。=|,電壓駐波比VSWR,VSWR (Voltage standing wave ratio):當天線與系統之間阻抗不匹配時，會有部分能量被反彈回系統端，並與系統的輸出能量之間產生駐波。將此特性數值化便稱為電壓駐波比。VSWR=(1+|)/(1-|),反射損耗return loss,系統的輸出能量與被反射能量之比。RL=-20
4、log10|VSWR= =1 RL=0dBVSWR=1 =0 RL=VSWR=2 =0.3333 RL= -9.54dB,天線輻射效益,天線輻射效益antenna radiation efficiency能量送入至天線與天線輻射出去之能量的比值。兩者之間的差異在於導体與介質所產生的損失。 另一種效益稱為天線效益，比天線輻射效益還多考慮的阻抗不匹配的損失。,天線增益,天線增益=天線方向性*天線輻射效益 單位為dBi。 使用電波暗室所量測得到的數值即為天線增益。,極化 polarization,天線之極化定義為以地球表面為基準，輻射波的電場方向即為極化方向。 一般極化區分為Linear(線性)與circular(圓形)極化二種。 Linear含有Vertical與Horizontal Circular含有RHCP與LHCP,
