E面、H面方向图
方向图
主瓣宽度与副瓣电平
方向图中有许多波瓣，其中包含最大辐射方向 的波瓣称为主瓣，其它依次称为第一副瓣、第 二副瓣等等。
天线辐射是否集中，可以用主瓣宽度这一特性 参量来表示。主瓣中辐射强度（即功率密度） 为最大值一半的两个向径之间的夹角称为主瓣 宽度。主瓣宽度越小，方向图越尖锐，表示天 线辐射越集中。
4
2 F 2 , sindd
00
方向系数（辐射强度表示式）
如果辐射强度定义为
U , r2S ,
方向系数的另一等价表示式为
D
,
0
2
0
4U , U , sindd
最大方向系数
D ,
在被抑制的辐射方向上小于1 在被增强的辐射方向上大于1

如果 0 ,0 是辐射强度最大的方向，则
在 0,0 上 D 有最大值而 D0 ,0 就
立体方向图
上述方向图是一个三 维的立体图形，因而 被称为立体方向图。
举例：喇叭天线
立体方向图
平面方向图
任何通过原点的平面，与立体方向图相交的轮 廓线称为天线在该平面的平面方向图。 工程上一般采用两个相互正交的主平面上的方 向图来表示天线的方向性，这两个主面称为E 面和H面。 E面是通过天线最大辐射方向并平行于电场矢 量的平面；H面是通过天线最大辐射方向并垂 直于E面的平面。
是最大方向系数。
增益
方向系数是用来比较给定方向上的辐射强度与
平均辐射强度的，所以它不考虑天线材料中的
功率损耗，而增益计入了这些损耗，因此增益
的定义是在相同输入功率条件下，在（ , ）
方向辐射的功率密度除以所有方向上的平均辐
射功率密度，即
G ,
S ,
Pacc 4r 2
Pacc 是天线从发射机得到的总功率
品质因数（G/T）
天线增益与噪声温度之比
通常规定的是天线-接收机系统的品质因数，这 种情况下的品质因数是天线增益除以折算到天 线输出端的系统噪声温度。 射频系统在任意参考平面的系统品质因数与在 天线端口的系统品质因数相等。因为增益和系 统噪声温度是折算到同一参考平面的。
极化
天线的极化是指该天线在给定方向上远 区辐射电场的空间取向。 辐射波的极化:在空间固定位置上，沿着 传播方向观察时观察到的电场矢量的末 端随时间变化所描述出的轨迹，用来描 述辐射电磁波的电场矢量的方向和相对 幅度的时变特性。
在改以半波天线作比较标准时，相应的 方向性系数应比点源的小1.64倍。
输入阻抗
天线的输入阻抗是天线在馈电点的电压 与电流的比值。 与天线的型式，使用的波长以及周围物 体的情况等因素有关。 求出天线的输入阻抗之后，就可据此设 计馈线，以达到相互匹配。
输入阻抗
天线的输入阻抗：
Zin
Uin Iin
Rin
极化
极化可分为线极化、圆极化和椭圆极化。 轨迹为一条直线时，称线极化；轨迹沿 顺时针旋转圆极化为右旋圆极化（RHCP） /或右旋椭圆极化，反之为左旋圆极化 （LHCP）/或左旋椭圆极化。 天线不能接收与其正交的极化分量。
轴比
对于椭圆极化，在给定位置上电场随时 间变化的轨迹曲线一般是椭圆，椭圆的 长轴与短轴之比称为轴比，常用分贝表 示。圆极化轴比为1（0dB）。 轴比有时带有符号，即右旋极化为正， 左旋极化为负。
效率
一般来说，载有高频电流的天线导体及 其绝缘介质都会产生损耗，因此输入天 线的实功率并不能全部地转换成电磁波 能量。
天线效率定义为天线辐射功率与输入功
率之比。
A
Pr Pin
效率
A
Pr Pin
Pr Pr Pl
Rr Rr Rl
其中：Rr为辐射电阻，RL为损耗电阻
可见，要提高天线效率，必须尽可能减 小损耗电阻和提高辐射电阻。
方向系数（功率密度表示式）
方向系数是在相同辐射功率条件下，在 （ , ）方向辐射的功率密度除以所有 方向上的平均辐射功率密度，即
D ,
1
4r 2
S ,
2 S, r2 sindd 00
2
0 0
4S , S, sindd
方向系数（功率密度表示式）
4 E , 2
2 E, 2 sindd 00
不同型式的天线，它们的方向图也不相 同。如果把天线在各方向辐射的强度用 从原点出发的矢量长短来表示，则连接 全部矢量端点所形成的包面，就是天线 的方向图。
方向图
在极坐标上以向径长度表示该方向电场强度的 绝对值，这种方向图称为电场方向图。 在直角坐标系中，以横坐标表示角度，以纵坐 标表示电场绝对值。 若以向径长度表示该方向每单位面积辐射的功 率大小，由此得到的方向图称为功率方向图。 因为辐射功率是与电场强度的平方成正比，所 以功率方向图中的向径长度应为电场方向图中 同一方向上向径长度的平方。
副瓣的最大值相对于主瓣最大值的比称为副瓣 电平，一般用分贝表示。
主瓣宽度
功率方向图中，功率为主瓣最大值一半 的两点所张的夹角称为主瓣宽度，或主 瓣的半功率点宽度。 在电场方向图中，相应于半功率点的绝 对值是最大值的0.707倍。因此，在电场 方向图中，主瓣宽度是指场强下降到最 大值的0.707倍的两点之间所张的夹角。
jX in
其中：Rin，Xin分别为输入电阻和输入电 抗，它们分别对应有功功率和无功功率。
有功功率以损耗和辐射两种方式耗散掉， 而无功功率则驻存在近区内。
驻波比
电 压 驻 波 比 （ voltage standing wave ratio）用来衡量失配的程度，其定义为 沿线电压最大值与最小值之比（最好是 相邻的）。 工程上对天线系统提出的设计要求是规 定在馈线上允许的驻波比。匹配的越好， 驻波比越小。
考虑到天线输入端的电压反射系数，则
天线的总效率为 1 2 A
方向系数、增益与效率
因为天线从发射机得到的功率大于实际
的辐射功率，所以 G , D ,
方向系数、增益与效率的关系
G A D
增益
在实际应用中，有时以自由空间的半波
天线来代替点源天线作为增益的比较标
准。
Gd
D
1.64
Gi (dB) Gd (dB) 10 lg(1.64)
航空天线技术
航空天线技术
第二讲 天线的主要特性参量
天线的主要特性参量
方向图 主瓣宽度 副瓣电平 方向系数 增益 效率 输入阻抗 驻波比 品质因数 极化 轴比 相位中心 带宽 有效长度 有效接收面积 等效噪声温度 RCS
方向图 显示天线在不同方向 辐射的相对大小
天线辐射的功率有些方向大，有些方向 小。表示这种辐射功率大小在空间的分 布图，称为方向图。