半波偶極子天線由兩根直徑和長度都相等的直導線組成,每根導線的長度為1/4個工作波長。導線直徑遠遠小於工作波長,在中間的兩個端點上由等幅反相的電壓激勵,中間端點間距遠小於工作波長,可忽略不計。
1、電流分布
是波腹電流;k是波束 = 2π/λ;L是偶極子天線長度。對於半波偶極子天線來說,其長度L=λ/4。
輻射場和方向圖
已知天線上得到電流分布式子,應用與D=ε0E,可以得到其輻射場:
整理后得:
其中,
為方向性函數。
根據遠場性質:
方向性系數:
輻射電阻:
使用以上四個式子,導出半波偶極子天線輻射電阻Rr = 73.2Ω。輸入阻抗近似相等。
2、單極子天線
采用鏡像法等效為半波偶極子天線
其輻射電阻和輻射功率僅有半波偶極子天線得一半,方向性系數一樣。
python計算:
#單位:m Hz f0 = 3*10**9 c = 3*10**8 lamda = c/f0 length = 0.48*lamda dip_radius = lamda/200 d = lamda/4 #輻射邊界和天線的距離 gap = 0.00024 #端口距離 dip_length = length/2-gap/2 rad_radius = dip_radius + lamda/4 rad_height = dip_length + gap/2 + lamda/10 print(" 天線總長度 = "+str(length)) print(" 天線半徑 = "+str(dip_radius)) print(" 輻射邊界和天線的距離 = "+str(d)) print(" 單個極子長度 = "+str(dip_length)) print(" 輻射邊界圓柱體半徑 = "+str(rad_radius)) print(" 輻射邊界圓柱體高度除以2 = "+str(rad_heigh