天线原理

通过学习本课程,对天线一无所知的初学者最终能够实现自己动手设计和制作常用天线。本课程提供大量的案例,包含大量的天线实例和教师的工程经验介绍,对公式推导尽量淡化处理,着重介绍基本概念,对于有志…

国家精品电子
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哈尔滨工业大学
中国大学MOOC
  • 完成时间大约为 11
  • 初级
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

本课程是电子信息类本科专业的必修课程,内容包括:天线的基本概念和基本理论;常用线天线及其阵列的基本工作原理;面天线基础,包括面元的辐射特性、喇叭天线、旋转抛物面天线以及卡塞格伦天线等常用面天线的结构、工作原理和基本分析方法;天线主要电参数的测量原理和方法等。要求学生通过学习本课程掌握常用天线的基本概念、基本工作原理和基本分析及测量方法,为今后的学习和工作打下基础。

本课程采用的教材为马汉炎教授编著、哈尔滨工业大学出版社出版的《天线技术》,该教材的体例与国内许多本科教材一致,通用性很强,着重于基本概念的讲解,适合初学者学习。授课人提供与该教材相配套的辅导材料,包括对知识点的分析和大量的例题、习题及解答过程,便于学习者自学。

课程大纲

01
绪论
理解天线的概念与作用理解对天线的要求了解天线的分类了解天线课程的研究内容
课时
绪论
02
基本振子的辐射和天线电参数
掌握基本振子的分析方法及特性理解天线的10个电参数了解收发天线的参数之间的关系
课时
1.1 电基本振子
1.2 对偶原理
1.3 磁基本振子与电小环
1.4 方向图
1.5 方向性系数
1.6 有效长度
1.7 效率与增益
1.8 输入阻抗、极化、频带宽度
1.9 互易定理
1.10 天线收发的互易性
1.11 有效面积和等效噪声温度
03
对称振子
掌握对称振子的分析方法理解对称振子的电参数理解对称振子的馈电方法
课时
2.1 对称振子的特点和电流分布
2.2 对称振子的辐射场
2.3 对称振子的方向图
2.4 对称振子的方向性系数
2.5 对称振子的输入阻抗
2.6 对称振子的末端效应
2.7 对称振子的馈电方法
04
天线阵
理解天线阵的概念、分类和特点掌握典型天线阵的分析方法理解理想地面对天线的影响了解实际地面对天线的影响
课时
3.1 天线阵的概念、分类和特点
3.2 方向图乘法定理和典型的二元阵
3.3 均匀直线阵
3.4 不出现栅瓣的条件
3.5 理想地面对天线的影响
3.6 实际地面对天线的影响
05
常用线天线
理解6种常用线天线的结构、工作原理和特点
课时
4.1 水平对称振子
4.2 直立振子
4.3 引向天线
4.4 半波折合振子
4.5 对数周期天线
4.6 螺旋天线
06
面天线辐射基础
了解面天线的特点和等效原理理解面元的辐射特点理解矩形口径均匀场的辐射特点了解矩形口径余弦场和圆形口径均匀场的辐射特点了解口径场相差对辐射的影响
课时
5.1 面天线实例 等效原理
5.2 面元辐射
5.3 矩形口径均匀场的辐射
5.4 矩形口径余弦场和圆形口径均匀场的辐射
5.5 口径场相差对辐射的影响
07
常用面天线
理解三种常用面天线的工作原理
课时
6.1 喇叭天线
6.2 旋转抛物面天线
6.3 卡塞格伦天线
08
天线测量
了解天线测量的任务和场区划分方法理解最小测试距离的概念,掌握计算最小测试距离的方法了解天线测试场地及测试方法了解天线方向图、增益以及阻抗的测量方法
课时
7.1 天线测量的任务和场区划分
7.2 最小测试距离
7.3 天线测试场地及测试方法
7.4 方向图测量
7.5 增益测量
7.6 用矢量网络分析仪测试天线阻抗
09
天线实验
理解旋转天线法的原理和典型操作方法
课时
8.1 用旋转天线法测试天线方向图

预备知识

大学物理
电磁场与电磁波
微波技术

参考资料

教材:
1. 马汉炎. 天线技术(第3版). 哈尔滨工业大学出版社. 2008
主要参考书:
2. 钟顺时. 天线理论与技术. 电子工业出版社. 2011
3. Constantine A. Balanis. Antenna Theory: Analysis and Design (Third Edition). John Wiley & Sons. 2005

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