主要内容

表面分析

电荷分布

天线表面电荷的流动决定了天线的表面电流。天线要辐射,必须有电荷的加速或减速。电荷的减速是由于导线末端电荷的积聚而引起的,这导致阻抗不连续。这种机制产生电磁辐射。电荷的积累随时间和天线结构的不同而不同。

电荷的积累可以通过许多方式加以利用。如果你用阻抗函数来计算这个单极天线的阻抗,你会得到下面的图:

M =单极阻抗(M,20e6:1e6:120e6)

你可以观察到第一个共振大约在71兆赫。为了降低共振频率,重新计算单极子的高度到四分之一波长。操作频率也较低。你还必须增加相应地平面的大小。这种尺寸的增加意味着要在更低的频率下实现类似的性能,就需要更大的天线。由于物理空间的限制,这种方法是不可能的。

另外,你也可以利用天线有电荷积累的事实。如果你对天线进行适当的结构改造,电荷就会累积起来。对于单极子天线,可以通过在单极子上加顶帽来实现电荷积累。现在,如果你用帽子计算天线的阻抗,图是:

mt = monoetophat阻抗(mt,20e6:1e6:120e6)

这个天线的所有尺寸都与单极子相同。天线的第一共振约为45兆赫。要查看顶帽磁单极子上的累积电荷,请使用负责功能:

电容的增加降低了天线的频率。通过保持天线的物理体积不变,谐振点被偏移。

增大顶帽的尺寸为电荷的积聚提供了更多的表面积。电荷积累越多,电容越大,谐振频率越低。例如:

mt. tophatlength = 0.35 mt. tophatwidth = 0.35阻抗(mt,20e6:1e6:120e6)

天线的共振进一步降低到大约40 MHz。

电流分布

典型的天线表面有电流流过。天线表面电流的行为取决于输入源的频率、天线的几何形状和天线的材料特性。电流是一个矢量,在空间上与天线的结构有关。在偶极子天线中,最大电流分布在天线中部,最小电流分布在天线末端:

D =偶极子;当前(d, 70 e6)

对于螺旋天线也是如此:

s =螺旋等角;当前(s, 4 e9)

补丁还显示了经典的当前分布 λ / 2 开放性电阻。贴片的两端代表开路,因为电流处于最小值。

pm = patchMicrostrip;当前(pm 1.75 e9)

电流与天线结构之间的空间关系称为模态。

参考文献

[1]巴拉尼斯,C.A.天线理论。分析与设计纽约:Wiley出版社,2005年版。

[2] S.N.马卡罗夫天线和电磁建模与MATLAB,纽约:威利父子出版社,2002年,第66页。