广播电视电波传播技术思考论文[大全五篇]

第一篇：广播电视电波传播技术思考论文

空间电波传播只有在理想的状态下才能够出现,其主要是指电波在均匀的介质中进行传播,不会产生折射,也不会出现反射,电波传播过程中几乎不会产生任何的损失,只有扩散的过程中产生极小的损失,此种电波传播状态现实生活中并不存在。本文对广播电视电波传播技术所进行的研究,主要是在自由空间传播的基础上。在对其进行研究的过程中,笔者对有可能影响电波传播的介质以及其他障碍物都不给予考虑,以此保证研究误差降到最低。

1广播电视电波传播技术发展

我国广播电视已经进入到了数字化时代,为了保证电波传输质量,必须对覆盖网汇进行严密的规划。因为广播电视的独特性,即使应用多种技术,都无法提高其价值,经过长期的发展与尝试,GIS技术在广播电视发展中发挥了价值。GIS技术能够对台站数据进行整理,同时对数据进行查询。

GIS技术能够随时随地的采集地图信息,并且使用三维技术,将其与虚拟技术有效结合,这样台站工作人员对有关信息进行完全的了解,这不仅减少了考察时间,同时也提高了工作效率。另外,使用GIS技术,能够将所有的地理信息提供给工作人员,并且能够对地理信息进行存储,这样工作人员在对电波绕射进行分析时,能够有足够的信息数据做支持。

GIS最为一种计算平台,其为广播电视台站的正确规划、频率的正确指配提供保证,利用该技术,能够对场强进行非常深刻的分析,由此工作效率大为提高,也降低了计算误差。目前我国的广播电视电波传播技术中已经充分的利用了GIS技术,这对我国广播电视安防的发展有着积极的影响,但是此技术还需要完善,还有一些缺陷性问题。

目前我国应用的广播电波传播技术,主要是电波绕射模型,但是此种模型过于理想,现实生活中,地形十分复杂,障碍物也非常多,因此电场强度预测会显著提高,这就需要在计算绕射的同时,还应该对植被产生的绕射进行计算,以此减少计算误差。总之,我国广播电视已经进入到飞速发展阶段,要想获得进一步发展,先进技术的应用不可或缺。GIS技术在电波传播技术中的应用,不仅对我国广播电视覆盖网规划效率的提高有所帮助,对我国广播电视事业管理水平的提高也有积极的作用。未来,我国的广播电视会全面实现数字化,CIS技术在电波传播技术中会发挥更大的作用。

2广播电视电波传播

如果通信距离、覆盖范围都已经确定,则对于无线电波来说,传播损耗是首要考虑的问题。广播电视相关人员为了保证无线电波能够发射到指定的区域,同时能够保证电波传播过程中不会损失过大,影响某些区域的接收效果,这就需要相关人员对接收、发射天线两者之间可能出现的电波损耗进行严格的计算。单纯的从理论性的角度来说,电波在均匀介质中传播,其传播方向不会发生任何的偏折,只会沿着直线,也不会在传输过程中被吸收,但是现实并非如此,电波传播经过的空间异常复杂,传播途中会产生很多不确定性因素,这些因素都会使电波传播发生偏折,这对广播电视信号的正常接收带来了非常大的困扰。按照我国频率资源划分所作出的相应的规定,我国的广播电视频段主要处于高频以及超高频,其中某些频段能够与其他资源共同使用。高频无线电波也可以将其称之为超短波,其主要负责视线传播以及散射传播,超高频也可以被称之为分米波,其主要负责视线传播以及流层散射传播,现如今已经得到了非常广泛的应用。

3电波绕射计算方法

由于我国地域比较广阔,如果在电波的传播过程中在地球表面出现凸起或者遇到障碍物时,电波就会发生绕射的现象,在影响较大的情况下,接收点就不能收到电波的信号。在传播的过程中接收天线与发射天线之间的距离成为视距传播。这种传播主要受到地面的反射波动额影响,如果电波的传播路径达到一定的界限时,在地面上就属于平线传播,所以就要考虑地球曲率对传播的影响。下面介绍一个或者多个障碍物计算的方法。在遇到多个障碍物时就要引入地球半径的概念,所以适用于视距传播或者海、陆的传播等。

在无线电波的传播路径上都是有很多间隔点的海拔高度组成的。所有的点都是有秩序的排列组合,其中第一个点和最后一个点是发射机和接收机的海拔高度,在每一个高度上都会成为一个剖面的形状,在点与点之间的距离要尽量保持一致,这样才能方便计算,所以先要找到剖面数据的最大绕射参数V,然后看在整个路径上是否有中间点,如果a+1=b,就可以证明路径上是没有中间点,这时候电波的损耗就可以忽略不计。如果不是上面这种情况,就要将中间点逐个的算出来,然后在将最大的绕射参数V选出来。可以根据上面的式子看出来,如果在同样路径的传播上使用不同的地球半径进行计算时,首先要对确定地球的有效半径并对两边的辅助峰进行计算,然后才能用其他的有效半径进行绕射损失的计算,这样就可以避免使用不同地球半径引起的计算机过的误差。

4结语

综上所述,可知电波在自由空间进行传播时,场强大小与天线接受距离息息相关。不过,发射频率的多少与电波传播效果却无任何的联系。在自由空间传播下,电波的传播距离与电波损失成正比,即传输距离远,电波损耗也大,这就证明了球面波的确存在着扩散损失。对广播电视传播技术的相关问题进行研究与思考,这样利于广播电视覆盖网台站的规划以及台地址的选择,为我国广播电视的进一步普及提供了依据。

第二篇：天线与电波传播理论论文

天线与电波传播理论论文

关于微带天线

姓 名：何探

学 号：3090731126 班 级：通信09-1班

指导教师：刘月红 2

随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注，在整个无线通讯系统中，天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来手机天线技术的发展方向之一，但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈，因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。本论文的主要工作是概述微带天线。

一 微带天线的发展历程

早在1953年箔尚(G．A．DcDhamps)教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。直到1972年，由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。至此，微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支，两本微带天线专辑也相继问世，至今已有近十本书。可见，70年代是微3

带天线取得突破性进展的时期；在80年代中，微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展；今天，这一新型天线已趋于成熟，其应用正在与日俱增。

二 微带天线的结构与种类

微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴导体薄片而形成的天线。它一般利用微带线或同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。因此，微带天线也可看作是一种缝隙天线。其典型结构如图2.1所示

（c）微带行波天线

（d）微带缝隙天线

图2.1 微带天线的典型结构

（a）微带贴片天线

（b）微带振子天线

通常介质基片的厚度与波长相比是很小的，因而它实现了一维小型化，属于电小天线的一类。另外，随着技术的进步，现在许多手机天线都是采用曲折线型的微带天线实现了手机天线的小型化。

导体贴片一般是规则形状的面积单元，如矩形、圆形或圆环形薄片等；也可以是窄长条形的薄片振子(偶极子)。由这两种单元形成的微带天线分别称为微带贴片天线和条带振子天线，如图1-3(a)、（b)所示。微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形变（如弯曲、直角弯头等)来形成辐射，称之为微带线型天线，如图1-3(c)所示，这种天线因为沿线传输行波，又称为微带行波天线。微带天线的第四种形式是利用开在接地板上的缝隙，由介质基片另一侧的微带线或其它馈线(如带状线)对其馈电，称之为微带行波天线，如图1-3(d)所示。由各种微带辐射单元可构成多种多样的阵列天线，如微带贴片阵天线，微带振子阵天线，等等。

三

微带天线的辐射原理

微带天线中有一维的尺寸远远小于波长，因而天线剖面很低(天线薄)，有利于共形设计保证优良的空气动力特性。图1所示的长为L，宽为W2的矩形微带天线元可以看作一般的传输线连接两个辐射缝组成。低特性阻抗的传输线是由微带馈线扩展其宽度W1为W2而成，其长度L为半个微带波长，即λg/2。在低阻传输线两端形成两个缝隙(a-a，b-b)，那里的电场分解为两个分量，其中En与接地板垂直；另一个与接地板并行，记作E1〃，由于L=λg/2，垂直分量反相，平行分量同相，因此在垂直于辐射源的方向上，水平分量有最大辐射分量，而垂直分量相互抵消。试验表明，电场的水平分量在辐射源的两个端部，各向外5

延伸一个介质板厚度h的长度内存在。这样就可近似认为微带天线元的辐射等于两个长度为W2，宽度为h，间距为L的裂缝组成的二元阵的辐射。裂缝平面与接地面平行，裂缝受水平电场Ey的激励。Ey沿裂缝是均匀分布的(即沿x均匀分布)。裂缝的激励场Ey可以等效为沿x方向的磁流。磁流密度，其中为裂缝面的法向单位矢量(沿z方向)。考虑接地板的反射影响，则源的磁流密度，由于裂缝宽度h<<λ，所诀y沿y方向也是常数，故相应的磁流Im可写为 于是裂缝的辐射就等效为磁流强度Im相同的一系列磁基本阵子沿着x轴排列的连续阵的辐射。

四

微带天线的优缺点与应用

与普通微波天线相比，微带天线有如下优点：

(1)体积小，重量经；

(2)平面结构，并可制成与导弹、卫星等表面相共形的结构；

(3)馈电网络可与天线结构一起集成，适合于用印刷电路技术进行大批量生产；

(4)能与有源器件和电路集成为单一的配件；

(5)便于获得圆极化，容易实现双频段、双极化等多功能工作；

(6)没有作大的变动，天线既能很容易地装在导弹、火箭和卫星。

(7)天线的散射截面较小；

(8)稍稍改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化(左旋和右旋)。

(9)微带天线适合于组合式设计(固体器件，如振荡器、放大器、混频器、功分器、移相器、可变衰减器、调制器、开关等可以直接加到天线基片上)； 6

(10)馈线和匹配网络可以和天线结构同时设计和加工。

但是与通常的微波天线相比，微带天线也有一些缺点：

1)频带窄；

2)有导体和介质损耗，并且会激励表面波，导致辐射效率降低；

3)功率容量较小，适用于中、小功率场合；

4)性能受基片材料影响大；

5)馈线与辐射元之间的隔离差；

尽管如此，有一些方法可以用来减小某些缺点。例如，采用一些宽频带技术可以有效地展宽频带；在设计和制造过程中特别注意并采取一些措施就可抑制或消除表面波。

在许多实际设计中，微带天线的优点远超过它的缺点。甚至在仍被认为是微带天线发展幼年时期的80年代时，微带天线已有多种成功的应用。随着微带天线的继续研究和发展以及日益增多的使用需求，可以预料，对于大多数的应用，它将最终取代常规的天线。在一些显要的系统中已经应用微带天线的有：

卫星通讯；

多普勒及其它雷达，无线电测高计，指挥和控制系统

导弹遥测；

武器信管；

便携装置；

环境检测仪表； 7

复杂天线中的馈电单元；

卫星导航接收天线；

生物医学辐射器；

等等。

相信随着对微带天线应用可能性认识的提高，以及各种电路系统对天线的小型化集成化要求的提高，微带天线的优点日益凸显，其应用场合将会继续增多。

五

微带天线的分析方法

微带天线的分析方法有很多，但是大体上可以分为解析方法和数值方法两大类。第一类方法基于围绕贴片边缘的等效磁流分布来计算辐射场，包括传输线模型、腔体模型、多端网络模型等。而第二类方法基于贴片和地板上的电流分布来计算辐射场，包括矩量法、有限元法和时域有限差分法等。1 解析方法

天线问题的严格分析是一个电磁场边值型问题，需要根据其边界条件确定麦克斯韦方程的特解。因此微带天线的严格分析将是非常复杂的，而通常根据微带天线的实际特征做某些方面的假设和近似进而得出分析模型则不失为一种简单有效的处理手段。由麦克斯韦方程的不同解法发展了多种分析微带天线的解析方法，这里我们主要介绍以下三种模型，它们由于其简单实用而在规则贴片天线的分析中获得了广泛的应用。a.传输线模型 8

传输线模型很简单，并且有助于理解微带天线的基本特性，因此首先介绍这种模型方法。在这种模型中，微带贴片天线被视为场沿着横向没有变化而沿着传输线的延伸方向呈驻波分布的一个传输线谐振器。天线的辐射主要源自两个开路终端的边缘场，因此微带天线被等效为两个相距贴片长度的缝隙，其上分布有面磁流。利用矢量位函数便可由磁流计算出天线的远场辐射和其它的电参数。

尽管传输线模型易于使用，但是很多结构类型不能使用它来分析，这是因为它没有考虑沿着与传播方向正交的方向上场的变化。b.腔体模型

如果说传输线模型因为有场沿传输线横向无变化的限制而只是微带天线在一维下近似的话，那么腔体模型就可以称为二维近似。因为腔体模型基于一维电小的基本假设（即介质基片的厚度远小于波长），将微带贴片与地板之间的空间等效为上下是电壁而四周是磁壁的谐振空腔。在腔体中，场沿基片厚度方向保持不变，并且它是该等效的二维谐振器中所有谐振模式之和。天线的远场辐射及其它电参数可以通过空腔四周的等效磁流来得到。c.多端网络模型

多端网络模型实际上是腔体模型的一种拓展，在这种模型中，贴片被等效为一个具有多个端口分布在贴片四周的二维平面网络。通过二维格林函数可以计算出该网络的多端阻抗矩阵，再添加一个等效的边缘导纳网络，便可以将边缘场和辐射场联系起来，然后利用分割方法计算出全局阻抗矩阵，由贴片四周的电压分布得到等效磁流分布，再由等效磁流计算出辐射场。利用等高线积分技术可以使其在不规则形状的贴片天线中获得应用。9 数值方法

虽然以上介绍的解析方法具有简洁性和较为明确的物理意义，但是它们不能用来分析任意形状的微带天线，同时微带天线工程精确度的提高也对以上简化模型分析方法提出了考验。然而计算机技术的发展给微带天线的分析带来了新的思路，即依据微带天线的电磁场边值问题，将求解麦克斯韦微分方程转化为利用计算机来求解矩阵代数方程。由此也产生了多种数值方法，它们各具有一些优缺点和适用性，这里我们仅介绍几种典型的分析方法。

矩量法分析微带天线的基本思想是利用并矢格林函数建立关于微带贴片和地板上的表面电流的积分方程，然后利用函数展开法将此积分方程转化为矩阵方程，利用计算机便可得出近似解。矩量法因为考虑了贴片周围的物理边界的边缘场而具有较高的精度。b.有限元法

有限元法的原理是先将整个连续求解区域划分为很多小的离散单元（如在二维结构中选取三角形单元，在三维结构中选取四面体单元等），在子域中将未知函数（如电磁场量、位函数或电流等）表示为子域基函数的插值，根据变分原理或迦略金方法便可建立一个关于未知函数展开系数的矩阵方程，利用计算机便可方便求解该代数方程。有限元法因为离散单元选择的灵活性而具有模拟任意形状的优点，但是其求解精度要受求解区域剖分精细程度的影响。c.时域有限差分法

时域有限差分法的基本思想是把求解空间进行离散化，并将麦克斯韦方程中的电磁场量进行时间和空间的离散化，由此将麦克斯韦微分方程转化为关于电磁场量的时域差分方程。选取合适的场初值（或激励源）和计算空间的边界1 0 条件，便可以得到包括时间变量的麦克斯韦方程的四维数值解，通过离散傅里叶变换还可以得到三维空间的频域解。时域有限差分法的优点是其离散比较简单（空间网格大小一致、时间步长恒定），并且通过离散傅里叶变换可以方便的得到其在宽带范围内特性。但是其数值解的稳定性要受时间步长和空间步长的限制。

结语：

微带天线由于具有体积小、重量轻、剖面薄、易与飞行器共形、易于加工、易与有源器件和电路集成为单一模块等诸多优点，因而自其诞生以来就得到社会各界的广泛研究与应用。但通常的微带天线主要是一种谐振式天线，相对带宽较窄。同时，随着通讯技术的发展，宽带的应用越来越受到重视，新的标准相继提出，通讯产品越来越小型化，物理空间的限制成为系统设计必须考虑的重要因素，因此天线的小型化成为天线设计的又一研究热点。如何设计出同时具有小型化、多频带以及宽频带的微带天线，是当前微带天线设计的难点与重点。

二十一世纪是个人通信的时代，无线通信在其中占有很大的比例，小型化微带天线和宽频带微带天线将有非常广阔的应用前景。研制出实用的小型化、宽频带天线是一项非常有意义的课题。本论文所做的工作只是一些初步的探索和尝试，未来的工作会更加艰巨也将更有实际意义。

第三篇：天线与电波论文

电波传播与天线考试试题

1.简述天线的功能及接收天线的接收物理过程。（分数：5）

答：（1）天线的任务：是将发射机输出的高频电流能量（导波）转换成电磁波辐射出去，或是将空间电磁波信号转换成高频电流能量送给接收机。（2）接收的物理过程为：接收天线工作的物理过程是，接收天线导体在空间电场的作用下产生感应电动势，并在导体表面激起感应电流，在天线的 输入端产生电压，在接收机回路中产生电流。所以接收天线是一个把空间电磁波能量转换成高频电流能量的转换装置，其工作过程就是发射天线的逆过程。

2.为什么引向天线的有源振子常用折合振子，引向天线的引向器和反射器怎么区分？（分数：10）

答：（1）原因：由于振子间的相互影响，引向天线的输入阻抗往往比半波振子的降低较多，很难于同轴线直接匹配。加之同轴线是非对称馈线，给对称振子馈电时需要增加平衡变换器，而平衡变换器又具有阻抗变换作用，进一步将天线输入阻抗变小，这样就更难实现阻抗匹配。实验证明，有源振子的结构与类型对引向天线的方向图影响较小，因此可以主要从阻抗特性上来选择合适的有源振子的尺寸与结构，工程上常常采用折合振子，因为它的输入阻抗可以变为普通半波振子的K倍（k>1）。其中反射器稍长于有源振子，引向器稍短于有源振子。

（2）引向天线的引向器和反射器的区分：在该天线中，其反射能量作用的稍长于有源振子的无源振子称为反射器；其引导能量作用的较有源振子稍短的无源振子叫引向器。即当振子“2”的电流相位领先与振子“1”90度时，即I2 = I1ej90 时，振子“2”的作用好像把振子“1”朝它方向辐射的能量“反射”回去，故振子“2”称为反射振子（或反射器）。如果振子“2”的馈电电流可以调节，使其相位滞后于振子“1”90度时 即I2 = I1ej90，则其结果与上面相反，此时振子“2”的作用好像把振子“1”向空间辐射的能量引导过来，则振子“2”称为引向振子（或引向器）。

3.简述行波天线和驻波天线的差别和优缺点。（分数：5）

答：（1）驻波天线上的电流按驻波分布，或称谐振天线，其输入阻抗具有明显的谐振特性，因此天线的工作频带较窄，但增益较高。（2）行波天线上的电流按行波分布，由于行波天线工作于行波状态，频率变化时，输入阻抗近似不变，方向图随频率的变化也较缓慢，因此频带较宽。但是行波天线的宽频带特性是用牺牲增益来换取的。

4.什么是缝隙天线？基本缝隙天线的场辐射特点是什么？（分数：5）

答：（1）缝隙天线：在波导或空腔谐振器上开出一个或数个缝隙以辐射或接收电磁波的电线城为缝隙天线。（2）基本缝隙天线的场辐射特点：最基本的缝隙天线是由开在矩形波导壁上的半波谐振缝隙构成的。由电磁场理论，对TE10波而言，在波导宽壁上有纵向和横向两个电流分量，横向分量的大小沿宽边呈余弦分布，中心处为零，纵向电流沿宽边呈正弦分布，中心处最大；而波导窄壁上只有横向电流，且沿窄边均匀分布。如果波导壁上所开的缝隙能切割电流线，则中断的电流线将以位移电流的形式延续，缝隙因此得到激励，波导内传输功率通过缝隙向外辐射，当缝隙与电流线平行时不能在缝隙区内建立激励磁场，不能产生激励而得到辐射。

5.简述电波传播研究内容及对象和几种主要的电波传播的特点。（分数：5）

答：（1）研究内容：电波传播研究是为了开拓利用电磁波频谱。它研究的是３０Ｈｚ－３０００ＧＨｚ．研究对象：它是对无线电波传播媒质特性的研究，研究媒质电特性对电波传播的影响。（2）a.地面波传播：传播的信号质量好，但是频率越高，地面对电波的吸收越严重。b.天波传播：传播损耗小，从而能以较小的功率进行可达数千千米的远距离传播。c.视距传播：要求天线具有强方向性并且有足够高的架设高度，传播中所受到的主要影响是视距传播中的直射波和地面反射波之间的干涉。d.散射传播：距离远，抗毁性好，保密性强。

6.当发射天线为辐射垂直极化的鞭状天线，在地面上和地面下接收时，各自应采用何种天线比较合适，解释其原因？（分数：5）

答：当采用垂直极化的鞭状天线作为发射天线时，根据波前倾斜现象 的原理，在地面上和地面下均可以接收信号。在地面上接收时，由于电场的垂直分量于水平分量，所以宜采用直立天线来接收； 在地面下接收时，则电场的水平分量远大于垂直分量，所以宜采 用水平埋地天线接收。7.简述天波传播中的反射条件和电离层吸收特点。（分数：5）答：（1）天波传播中的反射条件：电离层反射点播的能力与电波频率有关，在入射角。一定时，电波频率越低，越易反射。在电波频率一定时，入射角越大，越易反射。（2）电离层吸收特点：电离层的碰撞速率越大或者电子密度越大，电离层对电波的吸收就越大。电波频率越低，吸收越大。8.为什么存在地面有效反射区？在其他条件都相同的情况下，有效反射区的大小和频率关系如何？（分数：5）

答：a.反射波射线有天线的镜像点发出，根据电波传播的菲涅尔区概念，反射波的主要空间通道是第一菲涅尔椭球体，而这个椭球体与地面相交的区域为一个椭圆，这就是有效反射区。反射面上只有有效反射区内的电流元对反射波起主要的贡献。b.频率越大，反射区越小。9.简述地面移动通信中电波传播特点及其研究方法？（分数：5）答：（1）地面移动通信中电波传播特点： a.主要传播方式为视距传播； b.基站较高，移动台较低，且收发天线的空间相对位置一般是事变的； c.存在快、中等速度、慢衰落现象。

（2）研究方法： a.建立在实验基础上的方法：Okumura方法、Lee方法； b.实验和理论相结合的方法：GB/T14617.1-93

天 线 与 电 波 传 播 结 课 论 文

院系：电气信息工程 专业及班级：电信12-02 姓名：黄爽

学号：541201030216

微 带 天 线

摘 要

随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注，在整个无线通讯系统中，天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来手机天线技术的发展方向之一，但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈，因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重 要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

关键词：微带天线 宽频带 小型化

目 录

摘 要

第一章 微带天线在现代通信系统的应用特点

第二章

第三章

微带天线在现代通信系统的发展趋势

微带天线在现代通信系统的研究方向 第一章 微带天线在现代通信系统的应用特点

早在1953年箔尚(G．A．DcDhamps)教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。直到1972年，由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。至此，微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支，两本微带天线专辑也相继问世，至今已有近十本书。可见，70年代是微带天线取得突破性进展的时期；在80年代中，微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展；今天，这一新型天线已趋于成熟，其应用正在与日俱增。微带天线的固有缺点就是阻抗频带窄，展宽频带是最困难也是最富有挑战性的技术之一，随着移动通信系统、全球定位系统(GPS)、卫星通信系统的发展，宽频带微带贴片天线的研究己成为了非常热门的课题，同时宽带微带贴片天线将逐渐向着小型化，简单化同时具有多功能、多用途的方向发展。近年来，人们在微带贴片天线展宽频带方面做了大量的研究微带天线的宽频带技术主要采用以下几种方法实现。

A.有空穴结构的宽带微带贴片天线。

B.采用多层介质基片微带天线的结构，将馈电网络与天线贴片分别置于不同的介质基片上，这样可以获得宽频带的驻波比特性。

C.U形缝隙结构的宽带微带贴片天线。

当在贴片表面开不同形式的槽或是细缝时，切断了原来的表面电流途径，在天线等效电路中相当于引入了级联电感。

虽然国内外对上述微带天线小型化技术展开了大量的研究，但是其中还是存在了很多问题，其中天线的性能如增益、带宽与小型化及加工制作之间相互牵制，必须权衡利弊。随着无线通信事业的飞速发展，微带天线的尺寸与其它通信器件相比尺寸越来越大，显得越来越不相适应，因此要求进一步缩小微带天线的尺寸，经过许多学者的研究，发展了各种各样的缩小微带天线的新方法，本节简单介绍如下。

A.加载短路探针

通过与馈电接近的短路探针在谐振中引入耦合电容实现小型化

B.采用高介电常数的材料基片从天线谐振频率关系式可以看出谐振频率与介质参数成反比，因此采用高介电常数(如陶瓷材料)基片可降低谐振频率，从而减小天线尺寸。

C.表面开槽。当在贴片表面开不同形式的槽或是细缝时，切断了原来的表面电流途径，在天线等效电路中相当于引入了级联电感。虽然国内外对上述微带天线小型化技术展开了大量的研究，但是其中还是存在了很多问题，其中天线的性能如增益、带宽与小型化及加工制作之间相互牵制，必须权衡利弊。

微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴导体薄片而形成的天线。它一般利用微带线或同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。因此，微带天线也可看作是一种缝隙天线。通常介质基片的厚度与波长相比是很小的，因而它实现了一维小型化，属于电小天线的一类。另外，随着技术的进步，现在许多手机天线都是采用曲折线型的微带天线实现了手机天线的小型化。导体贴片一般是规则形状的面积单元，如矩形、圆形或圆环形薄片等；也可以是窄长条形的薄片振子(偶极子)。由这两种单元形成的微带天线分别称为微带贴片天线和条带振子天线。微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形变（如弯曲、直角弯头等)来形成辐射，称之为微带线型天线，种天线因为沿线传输行波，又称为微带行波天线。微带天线的第四种形式是利用开在接地板上的缝隙，由介质基片另一侧的微带线或其它馈线(如带状线)对其馈电，称之为微带行波天线，由各种微带辐射单元可构成多种多样的阵列天线，如微带贴片阵天线，微带振子阵天线，等等。

微带天线的分析方法有很多，但是大体上可以分为解析方法和数值方法两大类。第一类方法基于围绕贴片边缘的等效磁流分布来计算辐射场，包括传输线模型（The transmission line model）、腔体模型（The cavity model）、多端网络模型（Multiport Network Model）等。而第二类方法基于贴片和地板上的电流分布来计算辐射场，包括矩量法（method of moments）、有限元法（finite-element method）和时域有限差分法（finite-difference in time domain）等。

天线问题的严格分析是一个电磁场边值型问题，需要根据其边界条件确定麦克斯韦方程的特解。因此微带天线的严格分析将是非常复杂的，而通常根据微带天线的实际特征做某些方面的假设和近似进而得出分析模型则不失为一种简单有效的处理手段。由麦克斯韦方程的不同解法发展了多种分析微带天线的解析方法，这里我们主要介绍以下三种模型，它们由于其简单实用而在规则贴片天线的分析中获得了广泛的应用。

解析方法

a.传输线模型

传输线模型很简单，并且有助于理解微带天线的基本特性，因此首先介绍这种模型方法。在这种模型中，微带贴片天线被视为场沿着横向没有变化而沿着传输线的延伸方向呈驻波分布的一个传输线谐振器。天线的辐射主要源自两个开路终端的边缘场，因此微带天线被等效为两个相距贴片长度的缝隙，其上分布有面磁流。利用矢量位函数便可由磁流计算出天线的远场辐射和其它的电参数。尽管传输线模型易于使用，但是很多结构类型不能使用它来分析，这是因为它没有考虑沿着与传播方向正交的方向上场的变化。

b.腔体模型

如果说传输线模型因为有场沿传输线横向无变化的限制而只是微带天线在一维下近似的话，那么腔体模型就可以称为二维近似。因为腔体模型基于一维电小的基本假设（即介质基片的厚度远小于波长），将微带贴片与地板之间的空间等效为上下是电壁而四周是磁壁的谐振空腔。在腔体中，场沿基片厚度方向保持不变，并且它是该等效的二维谐振器中所有谐振模式之和。天线的远场辐射及其它电参数可以通过空腔四周的等效磁流来得到。

c.多端网络模型

多端网络模型实际上是腔体模型的一种拓展，在这种模型中，贴片被等效为一个具有多个端口分布在贴片四周的二维平面网络。通过二维格林函数可以计算出该网络的多端阻抗矩阵，再添加一个等效的边缘导纳网络，便可以将边缘场和辐射场联系起来，然后利用分割方法计算出全局阻抗矩阵，由贴片四周的电压分布得到等效磁流分布，再由等效磁流计算出辐射场。利用等高线积分技术可以使其在不规则形状的贴片天线中获得应用。

数值方法

虽然以上介绍的解析方法具有简洁性和较为明确的物理意义，但是它们不能用来分析任意形状的微带天线，同时微带天线工程精确度的提高也对以上简化模型分析方法提出了考验。然而计算机技术的发展给微带天线的分析带来了新的思路，即依据微带天线的电磁场边值问题，将求解麦克斯韦微分方程转化为利用计算机来求解矩阵代数方程。由此也产生了多种数值方法，它们各具有一些优缺点和适用性，这里我们仅介绍几种典型的分析方法。

a.矩量法

矩量法分析微带天线的基本思想是利用并矢格林函数建立关于微带贴片和地板上的表面电流的积分方程，然后利用函数展开法将此积分方程转化为矩阵方程，利用计算机便可得出近似解。矩量法因为考虑了贴片周围的物理边界的边缘场而具有较高的精度。

b.有限元法

有限元法的原理是先将整个连续求解区域划分为很多小的离散单元（如在二维结构中选取三角形单元，在三维结构中选取四面体单元等），在子域中将未知函数（如电磁场量、位函数或电流等）表示为子域基函数的插值，根据变分原理或迦略金方法便可建立一个关于未知函数展开系数的矩阵方程，利用计算机便可方便求解该代数方程。有限元法因为离散单元选择的灵活性而具有模拟任意形状的优点，但是其求解精度要受求解区域剖分精细程度的影响。

c.时域有限差分法

时域有限差分法的基本思想是把求解空间进行离散化，并将麦克斯韦方程中的电磁场量进行时间和空间的离散化，由此将麦克斯韦微分方程转化为关于电磁场量的时域差分方程。选取合适的场初值（或激励源）和计算空间的边界条件，便可以得到包括时间变量的麦克斯韦方程的四维数值解，通过离散傅里叶变换还可以得到三维空间的频域解。时域有限差分法的优点是其离散比较简单（空间网格大小一致、时间步长恒定），并且通过离散傅里叶变换可以方便的得到其在宽带范围内特性。但是其数值解的稳定性要受时间步长和空间步长的限制。第二章

微带天线在现代通信系统的发展趋势

与普通微波天线相比，微带天线有如下优点：

(1)体积小，重量经；

(2)平面结构，并可制成与导弹、卫星等表面相共形的结构；

(3)馈电网络可与天线结构一起集成，适合于用印刷电路技术进行大批量生产；(4)能与有源器件和电路集成为单一的配件；

(5)便于获得圆极化，容易实现双频段、双极化等多功能工作；(6)没有作大的变动，天线既能很容易地装在导弹、火箭和卫星。(7)天线的散射截面较小；

(8)稍稍改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化(左旋和右旋)。

(9)微带天线适合于组合式设计(固体器件，如振荡器、放大器、混频器、功分器、移相器、可变衰减器、调制器、开关等可以直接加到天线基片上)；

(10)馈线和匹配网络可以和天线结构同时设计和加工。

但是与通常的微波天线相比，微带天线也有一些缺点： 1)频带窄；

2)有导体和介质损耗，并且会激励表面波，导致辐射效率降低； 3)功率容量较小，适用于中、小功率场合； 4)性能受基片材料影响大； 5)馈线与辐射元之间的隔离差；

尽管如此，有一些方法可以用来减小某些缺点。例如，采用一些宽频带技术可以有效地展宽频带；在设计和制造过程中特别注意并采取一些措施就可抑制或消除表面波。

第三章

微带天线在现代通信系统的研究方向

在许多实际设计中，微带天线的优点远超过它的缺点。甚至在仍被认为是微带天线发展幼年时期的80年代时，微带天线已有多种成功的应用。随着微带天线的继续研究和发展以及日益增多的使用需求，可以预料，对于大多数的应用，它将最终取代常规的天线。在一些显要的系统中已经应用微带天线的有：卫星通讯；多普勒及其它雷达；无线电测高计；指挥和控制系统；导弹遥测；武器信管；便携装置；环境检测仪表；复杂天线中的馈电单元；卫星导航接收天线；生物医学辐射器等等。

相信随着对微带天线应用可能性认识的提高，以及各种电路系统对天线的小型化集成化要求的提高，微带天线的优点日益凸显，其应用场合将会继续增多。

参考文献

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第四篇：广播电视技术先进事迹

广 电 技 术 先 锋

--伊犁巩留县广播电视台李勇军同志先进材料

李勇军，男，汉族，出生于1967年1月，1988年进入巩留县 广播电视局工作任播出部技术员，1989年9月至1991年6月，中专毕业于广播电视学校家电维修班（脱产），毕业后一直担任广播电视台的技术维护工作，2004年担任广播电视台机房主任，主要负责播出部的技术维护和科室业务管理。参加工作以来，踏实工作，务实进取，出色地完成了各项工作任务，为巩留广电事业发展做出了积极贡献。

一、勤于钻研，业务能力不断提高

始终把学习作为提升修养、提高能力的有效途径，坚持常抓不懈。为进一步提高业务能力，并先后参加继续教育骨干培训、技术研讨、自治区广电厅举办的村村通技术维护、数字电视培训等活动，学习了许多先进经验和技术，业务能力不断提高，为很好地完成本职工作夯实了基础。同时，注重理论与实践相结合，在实践工作中充分应用所学知识，提炼出好的做法，总结成宝贵经验，经常组织播出部的工作人员进行业务和思想学习，本台播出部有好多50岁左右的老同志，他们对电脑方面的知识了解的太少，我把他们组织起来进行针对性的培训，对他们进行电脑知识培训，熟悉本台硬盘播出系统，通过培训使我台值机人员在业务上得到了很大的提高。

二、全心投入，全力以赴做好本职工作。工作作风扎实、任劳任怨，在本台的设备维护、本县的村村通工程和大喇叭工程技术维护工作方面，始终奋战在技术维护工作的最前沿，并对本县各乡场广播站的人员在村村通和大喇叭工程技术维护方面进行了几次培训，使广播站的 工作人员在村村通和大喇叭工程技术维护能力得到的很大的提高，保证了群众收看到质量更高的广播电视节目。

三、坚守岗位，确保节目播出万无一失。

作为技术负责人，始终把安全播出工作放在首位，认真做好机器设备的日常维护工作。根据季节﹑天气特点，我制定维护计划，严格按照安全播出规程和技术维护规程工作，定期检查设备的运行情况，保证了各项设备高指标、低故障率运行。一有紧急情况出现，及时启动应急预案，并亲自带领技术人员排除故障。

四、建言献策，积极做好技术维护管理工作

立职岗位要求和科室实际，按照主管领导要求，参与制定了《技术维护管理制度》和各项考核制度，细化了考核标准和奖罚尺度，落实了值班员、带班长、技术维护人员、机房主任岗位目标责任制，形成了一级监督一级，一级考核一级的责任机制。推行了技术包保责任制，根据设备类别，将制播设备、信号源系统、供配电系统的技术维护工作分块量化，各大块均明确了责任人，包保负责技术维护工作，切实做到了管理到位，维护到位，初步实现了技术维护工作的科学化、制度化和规范化。

五、勇挑重担，主动承担新设备操作与培训工作 这几年我台新进了好多新的设备，在设备厂家派人培训期间，虚心向指导老师请教，对设备的性能、指标及操控软件的使用方法等进行了全面的分析研究，最终熟练掌握操作技巧和使用方法。并以点带面，将相关技巧和方法在单位内部进行了系统的培训和推广，保证了我台新设备的顺利启用和广播电视节目高质量制作和播出。

2013年3月20日

第五篇：广播电视播出技术维护及管理论文

摘要：广播电视播出技术的维护与管理是安全播出的重中之重，本文主要论述了广播电视安全播出的技术维护与管理，并提出了相应的维护与管理方法，希望能够提高广播电视播出质量。

关键词：广播电视；维护与管理；安全播出技术

1概述

广播电视是我们国家的喉舌，是现代主流媒体，是我们党重要的宣传工具，广大观众只有通过它才能真正了解党的路线，方针和政策。随着科技的日新月异，广播电视行业发展突飞猛进，2017年，由原来模拟电视转为数字化，给广播电视技术的维护和管理带来了新的挑战。广播电视播出设备由于长期处于工作状态，很容易出现各种故障，影响正常播出，因此，为了保证高质量的电视播出，加强播出技术的维护与管理，是广播电视日常工作的重中之重。

2技术维护与管理

2.1播出技术维护

播出设备在长期使用过程中会出现很多故障，因此需要对播出设备经常进行检修维护。把故障消灭在萌芽状态。播出技术维护主要包含：日常维护、事故演练，应急维护三方面，具体如下：（1）日常维护所谓日常维护就是指对播出设备进行定期的技术检查和维护，我台每周维护一次，除了检修维护播出设备外，还必须检查UPS备用电源是否一直处于良好工作状态，当播出设备在使用过程中突然发生断电时，可确保UPS备用电源能够继续供电，不影响正常播出。还必须对播出服务器进行日常重启等，我台每月重启一次。（2）事故演练事故演练是模拟播出事故，通过演练来锻炼播出人员对突发事故的应对能力，提高技术水平，降低人为因素导致的播出故障。（3）应急维护应急维护是指当播出设备突然出现意外故障的时候而进行的技术维护，掌握故障排除的流程和步骤，快速的解决故障，把损失降到最低。例如：我台现在用的大洋播出系统主要包括四个系统：即播控系统、上载系统，编单系统、播出服务器系统。我们主要是通过硬件备份、视频制作、系统构架三个方面的预防和维护来确保系统的正常运行。硬件备份方面：播出系统包含两台播出服务器，一主一备，主备即时切换。主备服务器出现问题时自动切换到备服务器，保证节目正常播放，如果主播控黑屏或者操作失误，可以应急切换到备播控，避免人为因素造成重大事故。同时播出人员在信号源出现问题时可以通过矩阵切换器切换应急，避免黑屏、静帧等问题。视频制作方面：图片文件以及视频文件制作完成以后通过安全网进行传输到播出服务系统的分区系统，通过安全网的检查和传输，防止病毒通过其他的方式带入到播出系统，保证了系统内部的环境安全。系统构建方面：主备机之间采用千兆网卡连接，主备机大屏幕输出信号与高清视频信号接入切换器。切换器利用光纤连接到大屏幕，同时利用高清视频线将高清画面接入到切换矩阵，通过切换矩阵进入演播室系统。由于切换矩阵与切换器同处在设备机房中，因此一旦切换器与切换矩阵之间的视频线出现问题，可以轻松进行故障排查与维修。

2.2加强对播出人员的培训

播出人员对播出设备的工作原理的掌握程度，直接影响到对播出设备的故障处理能力。当今广播电视节目进入数字化、信息化技术。新技术带来新的挑战，如果不对播出人员加强培训，将无法满足设备维护的要求。在培训过程中，广播电视单位应当采用实践训练、交流学习、专家培训等多种培训形式结合的方式来不断提高播出人员的技术水平，播出人员必须具有危机意识，努力学习广播电视各种新知识。当单位引进新的设备和新的技术的时候，播出人员更要积极主动去学习新设备和新技术的相关知识，明确其原理，熟练掌握其可能会出现的故障的维护措施，当设备真的出现故障时候，才能够迅速果断地判断出故障，快速完成维修工作，确保安全播出。

2.3不断完善安全播出技术维护与管理制度

根据单位实际情况，建立和完善安全播出技术的维护与管理制度，建立协调一致、高效快速、秩序井然的维护与管理制度，促进各个运行环节的规范化、程序化、制度化得以实现。但在安全播出过程中，管理制度必须如实贯彻执行，不能只是一纸空文。单位领导必须做好模范带头作用，通过上行下效来引领全体工作人员严格遵守维护与管理制度。

3结论

综上所述，播出系统技术维护和管理非常重要，它是广播电视产业的关键环节，它关乎到整个电视节目安全的播出，关乎到整个单位的发展与规划，关乎到广播电视产业的长远发展。在网络信息突发猛进的今天，作为主流媒体，我们必须保持广播电视技术的竞争性和创新性，不断加强广播电视技术维护，建立和完善播出技术维护与管理制度，加强对播出人员的培训学习工作，加强广播电视播出过程中各个环节的技术维护，才能从根本上对广播电视节目的安全播出予以保障，从而为观众传输高质量的、安全的广播电视节目，才能使我们党的路线，方针，政策传播到千家万户，才能使我们在竞争中获得更好发展。

参考文献：

[1]张云贵.广播电视安全播出技术维护管理对策分析[J].科技风，2015（08）：9.[2]刘晓红.广播电视安全播出的技术维护和管理对策[J].西部广播电视，2015（16）：222.[3]吴勇，章启朋.广播电视技术的维护与管理体会探讨[J].科技传播，2015（02）：124+132.[4]刘晓梅，高艳玲.广播电视安全播出技术维护管理对策分析[J].才智，2015（02）：326.