辐射电阻

发布时间：2022-08-12 15:09
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2178

    辐射电阻是一个天线的馈电点电阻(feedpoint resistance)的一部分。辐射电阻是由天线的电磁波的辐射而引起;与之相反的是,损耗电阻通常会导致天线温度上升。辐射电阻和损耗电阻加起来就是天线的电阻。

    辐射电阻由天线的几何结构决定,而损耗电阻主要取决于天线的材料。因损耗电阻而产生的能量损失转换成热量;因辐射电阻而产生的能量损失转换成电磁波辐射。

    辐射电阻也可以说是天线中的传导电子的辐射反应引起的。

    它是一个等效电阻,当流过该电阻(Rr)的电流等于天线输入端电流时,它所消耗的功率就等于天线的辐射功率(Pr),即有如果I是流入天线的馈电点(feed)的电流,P是产生的电磁场的功率,那么两者的关系是P=I2R,即R=P/I2。R被称为等效电阻,也就是辐射电阻。

辐射电阻

辐射电阻电偶极子天线

    交变运动中按特殊方式分布的电荷电流系统产生电磁波辐射。一种典型的装置就是天线,天线是产生电磁波辐射的波源,所以天线辐射问题是电磁波辐射的基本问题。按结构形式的不同,天线可分为线式天线和面式天线两大类。线式天线可以看成由无限多个载有交变电流的基本小线元组成,即由电偶极子或磁偶极子组成。电偶极子是由两个相距一定距离,带等量异号电荷的导体球经由细导线相连而成的系统。

辐射电阻较大化垂直天线

    典型的业余无线电高频垂直天线一般安装在非理想地面放射线系统中。在调幅广播垂直天线阵列中使用20个埋在地下的放射状金属线。使用这些放射线的目的是为了使土地的电阻最小,从而提高天线效率。

    在天线的近场范围内存在各种物体(包括地面)。所以,与近场有关的损耗会影响天线的增益、效率和定向性。近场范围内可能存在有意放置的物体、非有意放置的物体、能量吸收器、地面损耗(串联电阻)和/或者分流损耗(并联电阻)。

    与远场有关的损耗会影响电波传播的损耗和反射,进而影响天线的增益和定向性;本质上,这两种影响是相叠加的。在近场和远场之间并没有明确的界限,但是一般情况下远场可以定义为磁场和电场的关系满足麦克斯韦闭合形式方程的区域(离天线数个波长)。

    并联分流电阻对垂直天线在近场范围内产生损耗的影响要弱于串联地面损耗的影响。这些引起并联损耗的物体可以简单地被当作衰减器或者与地面相连的电阻器,如树、建筑物等。

辐射电阻顶部加载优化

    顶部加载可以提高辐射电阻这一结论已被完整的证明,根据这点可以提高垂直短天线的效率。实际上,适当的顶部加载可以实现平均电流与最大电流之比从50%提高到接近100%。

    对于一个垂直夭线来说如果物理高度确定(也是大多数低频业余无线电天线的一个实际限制),设计的目标应该是使沿着垂直天线纵向的平均电流最大化(尤其针对非常短的天线)。EZNEC的一个特性是可以给出沿着天线单元的电流分布,这对垂直天线的建模及验证不同加载结构的效果非常适用。当你观察到电流的最大值接近天线的中心位置时,就知道已经接近最优值了。


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2024-04-09 11:51 阅读量：509
阻抗和电阻的区别
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阻抗和电阻的区别

　　在学习电路和电子设备时，我们常常会遇到两个重要的概念：阻抗(Impedance)和电阻(Resistance)。虽然这两个词听起来相似，但它们在电路分析和应用中具有不同的含义和功能。　　1.电阻(Resistance)　　电阻是最基本也是最常见的电路元件之一。它是指材料中流动电流受到阻碍的程度。电阻通常由导体或电阻器提供，其中导体的电阻称为欧姆电阻(Ohmic Resistance)，符号为R，单位是欧姆(Ω)。　　当通过一个电阻的电流I和电压V满足欧姆定律时，可以使用以下公式计算电阻：R = V / I　　换句话说，电阻是电压和电流之比，反映了电流通过导体时所遇到的阻碍程度。欧姆电阻在电路中产生的能量损耗以热量的形式释放。　　2.阻抗(Impedance)　　阻抗是电路中对交流信号的阻碍程度。它不仅考虑了电阻对电流的影响，还包括电感(Inductance)和电容(Capacitance)对交流信号的影响。阻抗通常用大写字母Z表示，单位是欧姆(Ω)。　　阻抗可以看作是电路元件对交流信号的整体阻碍效果，由电阻、电感和电容的组合形成。正如欧姆电阻在直流电路中的作用一样，阻抗在交流电路中起到限制电流流动的作用。　　3.阻抗的计算　　阻抗的计算需要考虑交流电路中的频率效应。对于纯电阻(Resistance)，其阻抗与电阻相等，即：Z = R　　然而，在存在电感和电容时，阻抗的计算会更加复杂。对于电感，其阻抗的大小与信号频率成正比。对于电容而言，阻抗的大小则与信号频率成反比。因此，当交流信号频率变化时，阻抗也随之变化。　　4.阻抗与电阻的应用　　阻抗和电阻在电路分析和应用中有着不同的作用。电阻主要用于限制电流，并在电路中产生能量损耗，例如加热元件、发光二极管等。阻抗则广泛应用于交流电路中，特别是在无线通信系统中。　　无线通信系统使用频率范围广泛，因此需要考虑信号频率对阻抗的影响。例如，在天线设计中，天线的阻抗匹配非常重要。如果天线的阻抗与传输线或其他电路元件的阻抗不匹配，将导致信号反射和损耗，影响无线通信性能。因此，在设计和优化无线通信系统时，需要考虑阻抗匹配，并通过合适的电路网络来调整阻抗。　　另外，阻抗在滤波器设计中也扮演着重要角色。滤波器用于选择特定频率范围内的信号并滤除其他频率的干扰。根据所需的滤波器特性，可以使用电感、电容和电阻的组合来实现阻抗的变化。通过调整阻抗，滤波器可以达到对特定频率的衰减或放大，以实现精确的频率选择。　　此外，阻抗和电阻在音频设备中也具有不同的应用。阻抗匹配在音频信号的传输和放大过程中起到重要作用。例如，音频输入源的阻抗需要与放大器的输入阻抗匹配，以最大限度地传递信号并减少噪音和失真。
2024-02-05 17:26 阅读量：1590
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