
【電】 antenna dirctional characteristi-cs
antenna; antennae
【化】 antenna
【醫】 antenna
aspect; bearing; direction; heading; orientation; way
【計】 direction; orientation
affect; effect; intention; action; motive; operation
【醫】 action; effect; process; role
【經】 role
天線的方向作用(Directional Radiation Characteristics)指電磁波能量在空間中的定向輻射或接收能力,是天線核心性能指标之一。該特性由方向圖(Radiation Pattern)、增益(Gain)和波束寬度(Beamwidth)三個參數共同描述。
從工程技術角度,方向作用包含以下關鍵要素:
方向圖:以三維坐标系量化天線輻射強度分布,主瓣(Main Lobe)寬度決定覆蓋範圍,副瓣(Side Lobe)電平影響抗幹擾能力。典型抛物面天線方向圖滿足: $$ E(theta) = frac{J_1(k a sintheta)}{k a sintheta} $$ 其中$a$為孔徑半徑,$k=2pi/lambda$。
方向性系數:定義為最大輻射強度與各向同性源輻射強度之比,計算公式: $$ D = frac{4pi}{int_0^{2pi}int_0^{pi} P(theta,phi)sintheta dtheta dphi} $$ 該參數直接關聯天線效率,基站天線典型值為8-15dBi。
工程應用準則:
現代移動通信系統通過方向圖可重構技術,已實現動态覆蓋優化。衛星導航接收天線采用扼流圈結構,将水平方向增益衰減20dB以抑制多徑幹擾。
天線的方向作用是指天線在電磁波輻射或接收過程中表現出的空間選擇性特性,即對不同方向電磁波的敏感度或輻射強度存在差異。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
方向作用是天線最重要的特性之一,體現為:
通過方向圖直觀表現,包含以下關鍵參數:
$$ 輻射強度(theta,phi)=frac{實際方向功率}{全向均勻輻射功率} $$
類型 | 方向圖特點 | 典型應用場景 | 來源 |
---|---|---|---|
全向天線 | 水平面360°均勻輻射 | WiFi路由器、廣播基站 | |
定向天線 | 主瓣寬度30°-60°,前後比>20dB | 衛星通信、微波中繼 |
實際應用中,需通過天線方向圖測試儀測量三維輻射模式,并結合電磁仿真軟件優化設計。現代相控陣天線更可通過電子控制實現動态方向調整。
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