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南京工程学院毕业设计文献资料翻译（原文及译文）原文名称：AntennaTheoryandDesign课题名称：引向天线的矩量法计算与分析学生姓名：刘欣欣学号：208080205指导老师：王琪所在系部：通信工程学院专业名称：通信工程（光纤通信）2012年3月南京注：原文引自AntennaTheoryandDesign,SecondEdition,WarrenL.Stutaman,GaryA.Thiele,Wiley,NewYork,1998.ch1.1.8-1.101.8方向性和增益天线的一个很重要的描述就是，相对于其他方向，它在一个方向能聚集的能量是多少。天线的这种特性就叫做它的方向性，也就是当天线100%有效的时候，他的能量增益。通常，能量增益会相对于一个参照物来表示，比如各项同性辐射器或者半波振子。对于方向性的定义，让我们回顾一下从一个天线所辐射出的能量。如下式(1-127)(1-128)一般情况下，和分量都存在。从式（1-107），可以看出和(1-129)将上式带入（1-28）得(1-130)其中=立体角元量=，如图1-17所示。图1-17立体角的可以计算出包围天线的任何曲面上的积分；但是，为了简单起见，通常用一个以源为球心的一个球面。由于幅度的变量时1/r，我们发现引入辐射强度是方便的，辐射强度的定义为(1-131)辐射强度是给定方向上每单位立体角辐射的能量，单位是瓦特每弧度（或立体弧度，sr）。运用辐射强度的优点是它与距离r无关。辐射强度可以表示为(1-132)其中是最大的辐射强度，并且是相对于在（，）方向上最大能量为一的归一化的能量图。(1-133)天线总的辐射功率可以从辐射强度在天线所有角度上积分得到(1-134)在各个方向上辐射都相同的一个各向同性辐射器只是一个假设，但是有时确实是一个有用的概念。各项同性辐射器的能量强度在整个空间内都是个常量，值记做。于是，因为真个空间是sr（如习题1.8-1）。对于非各向同性源来讲，辐射强度在整个空间内不是常量，但是单位弧度的平均功率可以定义为(1-135)平均辐射强度等于一个各项同性辐射器有相同输入的功率所辐射的。作为例子，再次考虑理想偶极子。我们从发现（1-72）和（1-131）(1-136)于是(1-137)并且(1-138)平均的辐射强度按照总的辐射功率用理想偶极子表达为理想偶极子(1-139)因此，，这意味着在辐射最大值方向，辐射强度比辐射出同样多总能量的各向同性源多50%。方向性。方向性的定义是在特定方向辐射强度比上平均辐射强度。即(1-140)如果我们把分子分母都除以，那么得到功率密度比。因此，方向性也是在特定方向在一个给定的的范围内的能量密度与在那个范围内的平均能量密度的比值。或者(1-141)将（1-135）的带入（1-140）得到=(1-142)其中波束立体角，定义是(1-143)这个结果表示方向性完全由方向图的形状决定。波束立体角是一个立体角，如果每个单位角的能量（辐射强度）等于在波束区域内的最大值，这个立体角就是能量所辐射到的所有的角度。这个在图1-18中可以阐明，从（1-134）到（1-143）我们可以看到(1-144)这也可以从图1-18b中推出。当方向性被用作一个单独的数量而不考虑方向时，通常就是最大值（峰值）。最大值方向从（1-140）推出(1-145)图1-18天线波束立体角。一个实际的天线实际方向图辐射强度图。实际天线的全部辐射强度集中到一个具有恒定辐射强度的的角里面且等于实际辐射强度的最大值。将（1-135）和（1-144）带入（1-145）得到(1-146a)或者(1-146b)从（1-132）到（1-140）我们也可以看到(1-147)并且因为最大值为1，方向的最大值为。方向的概念在图1-19中阐述出来。如果辐射的功率在整个空间各向同性的分布，那么辐射强度的最大值等于图1-19所表示的平均值；也就是说，或者。因此，这个各向同性的图的方向性是1。一个实际天线的辐射功率强度分布如图1-19b所示。在的（，）这个方向它有最大的辐射强度并且平均的辐射强度是。通过引导辐射功率到一定方向，我们可以在这个方向把辐射强度比各向同性时候增加倍。各向同性源的实际天线的辐射强度分布辐射强度图（1-19）方向性的说明例1-2理想偶极子的方向性把（1-139）带入（1-145），理想偶极子的方向性现在可以很容易的计算出来：理想偶极子（1-148）通常，方向性可以直接从（1-146b）得到，并且方向性的计算可以简化为求波束立体角。为了阐明这个，...