天線特性參量

天線特性參量是由增益、方向性係數、輸入阻抗等組成的一個物理參量。

基本介紹

• 中文名：天線特性參量
• 包括：增益、方向性係數、輸入阻抗等

簡介

天線最有用的特性參量除了方向圖、方向性係數(見天線方向性)、輸入阻抗（見天線阻抗）之外,還有有效長度、有效面積、極化、頻頻寬度、噪聲溫度等。

某一電流分布不均勻的對稱天線，若以均勻電流分布為(輸入端電流)的天線來等效，使兩者在最大輻射方向產生相等的輻射場強，則均勻電流分布所需的天線長度，稱為該天線(電流不均勻分布)的有效長度，記為（見圖）。

天線特性參量

計算公式

有效長度

天線特性參量

式中I(z)為沿天線的不均勻分布電流，I0為天線的輸入電流。對全長為2的半波天線

天線特性參量

有效面積

接收天線的有效面積是指這樣一個面積,即它乘上來波的功率（瓦/米）可以使天線得到最大的接收功率,=

或=/。

由此定義出發，可推導出有效面積的另一計算表達式為

式中D為接收天線的方向性係數，為工作波長。對於半 波振子天線，D=1.64，因此

天線特性參量

這一面積相當於長為/2、寬為/4的矩形面積。

增益

有效面積的計算公式可以改寫為D=4*pi/λ^2*S。可見，當波長一定時，有效面積越大，天線的增益越高。對於口徑天線

天線特性參量

式中為口徑面積,（≤1）為口徑效率。其大小由口徑場分布決定，當口徑場為等幅同相時，=1。

極化匹配

天線在主輻射方向遠距離點上所觀察到的輻射平面波的極化特性。例如，在主輻射方向輻射線極化波的天線稱為線極化天線；在主輻射方向輻射圓極化波的天線稱為圓極化天線等。

接收天線的極化特性與它用作發射天線時的極化特性相同。為了獲得最大傳輸功率，發射天線與接收天線的極化特性應該一致，如果發射天線和接收天線的極化特性不一致，傳輸效率就會降低，這稱為極化失配。

駐波比

天線和饋線的主要參量都符合規定要求時，工作頻率可以變動的範圍，稱為天線的通頻帶。工程上常以通頻帶與中心頻率的比值作為相對頻寬。天線頻寬主要決定於天線型式和結構。當頻率變動時，天線、饋線之間的阻抗不匹配會引起饋線上駐波係數增大。若規定容許駐波係數變化極限，便可確定天線的頻寬。對一般線天線，如規定駐波係數為1.5～2時，其相對頻寬約為百分之幾；對於粗天線，則可達百分之幾十。

噪聲溫度

天線噪聲溫度與天線的熱噪聲輸出相對應。當接收天線周圍的媒質是均勻的,且其環境溫度為(K)時,則天線上噪聲電壓的均方值為堹=4，式中為玻耳茲曼常數，為頻寬，為天線輸入電阻。這種噪聲稱為熱噪聲。

當工作波長減小到微波波段時，宇宙噪聲比天線熱噪聲大得多。若用堹表示由於宇宙噪聲引起的接收機輸入端的噪聲電壓的均方值，表示相應的等效噪聲溫度，則堹=4。因此，天線的噪聲溫度並不是天線的物理溫度，而是表征天線接收背景噪聲大小的一個特性參量。