喇叭天线.ppt

补课安排:十五( 下周)周星期二
第六章面天线(口径天线)高增益,窄波束
H面喇叭
E面喇叭
角锥喇叭
圆锥喇叭
口径天线指开口波导,喇叭天线,单反射面天线,双反射面天线和透镜天线。口径天线可以认为有两个基本的组成部分,一部分是将高频电流能量转换为电磁波辐射能量,称为馈源,它可以是终端开口波导,喇叭,振子等若方向性天线;另一部分用来产生所需要的方向性,如抛物面,双曲面,透镜等
面天线(口径天线)的基本问题:求面天线的辐射场,怎么求??
口径场法原理图
初级辐射源
近似:把某些条件理想化的条件下,不顾空间Vi和Vo中场之间的相互联系,认为外界的场不影响内部的场,即在与外部无关的条件下(1)求解内部的场,从而求得(2)S2(口径面)上场的分布,通过口径面的场(3)求解外部区域的场
(1)(2)几何光学法,几何绕射理论,物理光学法,物理绕射理论(反射面天线)喇叭天线口径面场:近似为无限长喇叭的场分布
(3积分法(微元法),用惠更斯面源产生的辐射场,对口径面的积分求解
平面口径的增益与效率
面积利用效率(系数):对于同相平面口径,最大辐射方向一定发生在θ=0处,根据方向系数的计算公式:
存在无穷多个模式
TMmn模 m = 1、2、3…… n = 1、2、3…… m、n均不可为0,最低模式TM11
Temn模 m = 0、1、2、3…… n = 0、1、2、3…… m、n不可全为0 ,最低模式TE10
(2)截止特性
要使波导中存在导波,则β必须为实数,即 k2>h2
否则,波的传播被截止则电磁波不能在波导内传输,称为截止(cutoff)。
TEmn,TMmn
单模传输条件、模式分布:相同波导尺寸对于不同的模式有不同的截止λc,mn,值,并把λc,mn它在同一坐标轴上标出,称为模式分布图,截止波长最长的的模式称为主模(dominant mode) ,其余的称为高次模,通过选择合适的尺寸可抑制高次模,实现主模传输(单模传输)
a=2b矩形波导中λc分布图
当λ>2a时,全部的模式被截止;当2a > λ>a时,只有TE10波存在,其它模式被截止;当λ< a 时,才有其它模式存在,则当工作波长 a< λ<2a的条件下。实现单模传输,而且单模传输的唯一模式就是TE10,模(矩形波导工作在 TE10单模传输情况下)。通常为了实现TE10模的单模传输选
单模区
多模区
(1)TE10模: