天線尺寸與頻率,口徑與波寬的關(guān)系

天線尺寸與頻率

一般設(shè)計天線的尺寸與天線工作頻率的關(guān)系為：

天線長度=C/(2f)

其中C表示光速，f表示天線的工作頻率。

天線工作頻率指天線的共振頻率，或中心頻率。每個天線都有一定的頻率范圍，稱為帶寬，在這個范圍內(nèi)，天線阻抗最小，效率最高，這個范圍的中間最佳點(diǎn)即中心頻率，駐波比最小，功耗最小，信號最強(qiáng)。

“天線的最佳長度與波長的關(guān)系是固定的”

拋物面天線

拋物面天線從結(jié)構(gòu)上，由照射器和反射面構(gòu)成。

照射器由一些弱方向性天線擔(dān)當(dāng)，比如短電對稱振子天線、喇叭天線。

作用：把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波并投射到拋物面上。

反射面一般由導(dǎo)電性能好的鋁合金板構(gòu)成，厚度為1.5-3mm，或者用玻璃鋼構(gòu)成主拋物面，其內(nèi)粘貼金屬網(wǎng)。

拋物面天線半功率波瓣寬度的確定

照射器方向圖主瓣越寬，口面面積越小。

公式1：天線波寬公式

k為參數(shù)，取值范圍在（65-80）.最佳照射情況下k=70。

公式2：天線增益公式

公式3：天線口徑尺寸與面積公式

?

綜合兩個公式，得結(jié)論：

當(dāng)波長確定后，由公式2，有效面積越大，增益越大。

由公式1，口徑越大（即有效面積越大，由公式3），波束越窄。

因此，在波長確定情況下，我們由需要的增益推算得到需要的口徑（根據(jù)公式2、3），此時波束寬度即可由公式1確定。

舉例計算，取L頻段1670MHz，可知波長為（c/1670MHz）=0.03227m。波長確定！

由公式2，得到欲達(dá)到14dBi的增益，有效面積應(yīng)該為0.065平方米。

由公式3，已知天線效率為0.5時，求得口徑為0.405m。

由公式1，已知參數(shù)k為70，將口徑、波長代入，求得天線功率波瓣寬度（二倍的θ）為31.027度。

更進(jìn)一步，將公式123聯(lián)立，發(fā)現(xiàn)波束寬度唯一由增益確定！如下：

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因此：若人為將口徑增大，就能將波束寬度減小，但同時必然引起G的增大，最終印證了上面公式：增益和波束寬度成反比。

編輯：黃飛