
【电】 effective length of receiving an-tenna
接收天线有效长度(Effective Length of Receiving Antenna)是电磁学与天线工程中的核心参数,用于量化天线在电磁波入射方向上的等效接收能力。其定义为:当天线处于开路状态时,沿电磁波极化方向的天线两端感应电压与入射电场强度的比值,单位为米(m)。该参数反映了天线将电磁波能量转换为端口电压的效率。
从物理意义分析,有效长度表征了天线的空间场强响应特性。当天线结构为对称振子时,其有效长度可近似表示为: $$ L_{eff} = frac{lambda}{pi} cdot frac{sin(beta l/2)}{beta l/2} $$ 其中$lambda$为波长,$beta$为相位常数,$l$为振子实际长度。此公式源自经典天线理论著作《Antenna Theory: Analysis and Design》(Balanis, 2016)。
工程应用中需注意三个关键影响因素:
国际电气电子工程师协会(IEEE)在标准文件IEEE Std 145-2013中明确规定,有效长度测量需在标准测试场中使用归一化场强进行校准。该参数对卫星通信系统链路预算、雷达接收灵敏度计算等工程实践具有指导价值。
接收天线有效长度是描述天线接收电磁波能力的关键参数,其核心定义和计算逻辑如下:
接收天线有效长度指:将实际接收天线等效为一个假想的线天线,该假想天线沿线电流分布均匀,且在最大接收方向上产生的开路电压与实际天线相同。此时假想天线的长度即为有效长度。这一概念通过等效方式将复杂的天线电流分布简化为便于分析的理想模型。
电压关联性:有效长度直接关联入射电场强度与天线输出端开路电压,满足关系式
$$V{oc} = E cdot l{eff}$$
其中$E$为入射电场强度,$l_{eff}$为有效长度。
方向性表征:该参数特别针对天线在最大接收方向上的性能进行量化,反映天线对特定方向电磁波的敏感度。
在卫星通信接收系统中,通过优化有效长度可提升弱信号接收能力。例如抛物面天线的馈源设计会重点考虑有效长度与焦距的匹配关系。
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