2019-04-12 天线基础指标

天线是一种导行波和自由空间波之间的转换器件（换能器）

一、天线指标

a. 输入阻抗（Input Impedance）：典型值50Ω，需要进行阻抗匹配；

b. 回波损耗（Return Loss）：20\lg \frac{SWR}{SWR-1} (dB)   SWR=\frac{1+\vert \Gamma \vert }{1-\vert \Gamma \vert} ；

c. 带宽（Bandwidth）：相对带宽、绝对带宽；

d. 半波束宽度（HPBW）：按半功率电平点夹角定义波束宽度，-3 dB波束宽度；

e. 第一零点波束宽度（FNBW）：按主瓣两侧第一个零点夹角定义波束宽度；

f. 波束范围\Omega_{A} （波束立体角）：通常可近似为两个主平面内的主瓣半功率波束宽度\theta_{HP} 和\Phi_{HP} 之积；

g. 波束效率：\varepsilon_{M} =\frac{\Omega _{M} }{\Omega _{A}}   \Omega _{A}(总)=\Omega _{M}(主瓣)+\Omega _{m}(副瓣)；

h. 定向性（D）：远场的某一球面上的最大辐射功率密度P(\theta ,\Phi )_{max}与其平均值之比，是大于等于1的无量纲比值，D=\frac{P(\theta ,\Phi )_{max}}{P(\theta ,\Phi )_{av}} (来自波瓣图的定向性)=\frac{4\pi }{\Omega _{A} } \approx \frac{40000^\circ }{\theta _{HP}^\circ \Phi _{HP}^\circ }(来自波束范围的定向性)=4\pi \frac{A_{e} }{\lambda^2 }(来自口径的定向性，A_{e}是有效口径)；

i. 增益（Gain）：Gain=\frac{P_{max}(AUT) }{P_{max}(参考) } \times G(参考天线)=kD，k（效率因子，0≤k≤1，无量纲）；

j. 本征阻抗Z_{0} ：在空气或真空中为377\Omega ；

k. 有效口径（A_{e} ）：A_{e} =\frac{h_{e}^2Z_{0} }{4R_{r} } ；有效高度：h_{e}=2\sqrt{\frac{R_{r}A_{e}}{Z_{0}} } ；R_{r}辐射电阻：从空间耦合到天线的电阻，与天线结构自身的任何电阻无关；


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