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如果天线不处于谐振状态,辐射效率会受到多大影响?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
大家好,
    如题,如果天线不处于谐振状态,意味着天线的虚部不为零,我看到有的网页上面讲辐射效率会减小,但是不知道辐射效率到底会受到多大的影响。
    如果辐射效率因为天线没有谐振而受到影响,该如何解释这种现象呢,是不是因为一部分能量存储在电抗里没有释放出来?
       希望大家多多指教!谢谢啦!

我认为天线没有谐振就是尺寸不够(四分之一波长)。天线增益会变小。

没处在谐振状态就会有回波,能量应该是从输入端口再返回

谢谢楼上两位的回复,回波的原因是不是因为阻抗不匹配造成的?

假设我们不考虑阻抗匹配对辐射效率的影响,只从天线本身的性能来考虑,处于不谐振的天线,对辐射有什么影响?
如果有影响,该怎么解释这种现象呢?
因为通常的天线理论在提及辐射效率这个概念的时候,只提到了辐射电阻这个概念,对天线的电抗部分从来不做讨论,我个人认为他们可能是在假设"天线电抗为零"的前提下讨论的。
但是如果天线电抗部分不为零(也就是天线没有工作在谐振频率),辐射电阻和天线损耗的关系如果和谐振频率处的比值一样,那么从公式上来看,天线的辐射效率并没有受到影响。并且假如天线工作在高频率点,辐射电阻还会增加,那岂不是辐射效率会提高(当然这个是不考虑回波的情况下)?
就天线本身而言,如果电抗部分不为零,会对天线有什么影响?

电抗分量不为零,也就是能量没有完全辐射,而是在天线近场震荡,那这个就不是天线了。就应该是个震荡器

不同意ls的说法
我觉得电抗不为0只是阻抗不匹配,有回波,因为我们常用的电缆阻抗都是50ohm和75ohm的,所以尽量避免电抗分量
而在很多情况下天线要接的电路阻抗是有虚部的,所以天线输入阻抗要做成电路阻抗的共轭以传输最多的能量
大家所说的虚部震荡一般指的是传播系数k的虚部,跟输入阻抗的虚部不是一个概念

如果天线虚部不为零,会不会影响到天线的辐射场分布,即近场内存储的能量增多,辐射出去的减少。如果是这样的话,那么也就对应了2楼的说法,天线的增益会下降。

下面有一段话,是我从一篇文献中看到的,
A. N. Payne, "Improved bandwidth and efficiency of short antennas by the use of radials"
"A major problem with short antennas, that is those having dimensions much less than a wavelength, is that their overall efficiency is very low. The main cause is the high power loss in the feed networks which are required to match the very low radiation resistance and the very high reactance which these antennas exhibit"
我认为这段话就是一个很好的例子, 辐射电阻比较低,天线的电抗部分不为零,造成了天线辐射效率低。
那位高手可以解释一下,到底天线虚部不为零会对辐射造成怎样的影响?原因是什么呢?
多谢多谢!

输入阻抗虚部不会影响天线的辐射场型,只是返回去很多能量,也就是回波损耗
介质损耗跟介质材料,频率和天线形状有关,跟输入阻抗是没有关系的

多谢楼上的回复,看来如果我能够减少回波损耗,天线的辐射效率也会提高的。

天线不在谢振频率的时候,是会有一个电抗部分使得辐射效率降低,同时天线的输入阻抗也会发生变化,导致有回波损耗。通常情况下,这个电抗值随着天线失调而迅速增大,导致天线效率迅速下降。这就是为什么电小天线比较难做的原因。
但是如果你能够在输入端进行阻抗匹配把这个电抗消除,那么天线的辐射效率应该没有什么显著的变化。一个简单的例子就是我们日常使用的调频调幅收音机。因为调频或者调幅的频率很低(几十到几百个兆赫),如果使用半波长天线的话,天线尺寸会非常非常的大。实际应用中,总是使用一个非常小的天线,然后用及总元件来进行阻抗匹配,同样能够得到好的收听效果。

十分感谢楼上的回复,如果天线不在谐振频率的时候,电抗部分汇市辐射效率降低,请问一下这个原因是什么呢。是不是因为和天线连接的部分都是50欧姆的纯电阻,所以导致了阻抗不匹配,产生回波。如果是这样的话,那么我只要添加一个匹配网络,抵消掉天线表现出来的电抗部分,天线就可以正常工作了。谢谢!

学习了很多,感谢楼上各位的解答。

天线的输入阻抗存在着电抗对方向图影响不大,只是天线输入口的回波比较大,在天线输入口重新对天线进行阻抗匹配,比如采用倒L型、T型的方式对天线进行匹配。在开发振子的时候,往往是先考虑天线的辐射方向图,由天线的辐射方向图对天线的尺寸进行确定,然后再考虑对天线进行阻抗匹配。

既然天线的谐振频率只有一个或几个频点,那么大部分的频点的辐射都是有损耗的,只能保证在一定频带内损耗没有大的变化,此频带作为天线的工作频段

天线的阻抗较大会与常规的传输系统不匹配造成较大的回波损耗,如果我设计一匹配电路使其匹配,那么能量就会传输到天线,如果不考虑匹配电路损耗,能量就应该全部传输出去,不知对否?

你这里说不考虑阻抗匹配,但是输入电抗就是端口匹配的问题。而输入阻抗主要就是关心端口匹配,至于辐射效率主要是辐射电阻的影响,辐射电阻并不等于输入电阻,所以和端口阻抗没有必然联系。

不在谐振点处说明反射较大,这个反射回去的能量多了,天线的辐射的能量自然就小了

我想问一个问题,T型π型匹配网络具体是怎么去匹配的?

考大家一个问题,天线效率和天线辐射效率是一个概念么?
这个问题如果清楚,那么小编的问题就迎刃而解了

你的天线效率是指的天馈系统的总效率把  辐射效率就是天线辐射出去的能量与输入到天线的能量比值  不是一个概念

辐射效率,同端口反射效率不是同一概念,
我觉得辐射效率中的辐射电阻同谐振可能有关(谐振时电流变大,可能会改变天线周围的场),而损耗电阻同谐振无关
所以辐射效率同谐振可能有关。

天线的辐射效率是天线的辐射功率与输入功率的比值,但是当天线工作于谐振频率附近时,天线存在一定的回波,导致辐射效率的降低。

这个理解我谈一下自己的看法:
首先辐射效率和总效率不是一回事儿,辐射效率计算时是不计端口匹配的,你说是总效率的计算公式。
总效率是这么回事,造成总效率下降的原因是回波损耗的原因,也就是反射的原因。

天线不是靠谐振状态,才能产生良好的辐射效率,不在谐振状态,是否设计中没有达到要求呢

如果天线不处于谐振状态,如何工作,要的就是谐振!

天线要工作也不一定非要谐振啊,非谐振天线的种类和形式也很多的。

即使天线不是谐振天线,得外加匹配电路让阻抗匹配我觉得假如把匹配电路和天线结构本身看成一个整体,那么还是一个谐振整体。

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