什么是天线特性参量?

[拼音]：tianxian texing canliang

[外文]：characteristic parameter of antenna

天线最有用的特性参量除了方向图、方向性系数(见天线方向性)、输入阻抗（见天线阻抗）之外，还有有效长度、有效面积、极化、频带宽度、噪声温度等。

某一电流分布不均匀的对称天线，若以均匀电流分布为I₀(输入端电流)的天线来等效，使两者在最大辐射方向产生相等的辐射场强，则均匀电流分布所需的天线长度，称为该天线(电流不均匀分布)的有效长度，记为


（见图）。

式中I(z)为沿天线的不均匀分布电流，I₀为天线的输入电流。对全长为2l的半波天线

接收天线的有效面积是指这样一个面积S，即它乘上来波的功率W（瓦／米²）可以使天线得到最大的接收功率P，P=


或S=P/W。由此定义出发，可推导出有效面积S的另一计算表达式为

式中D为接收天线的方向性系数，λ为工作波长。对于半 波振子天线，D＝1.64，因此

这一面积相当于长为λ/2、宽为λ/4的矩形面积。

有效面积的计算公式可以改写为


。可见，当波长一定时，有效面积越大，天线的增益越高。对于口径天线

式中A为口径面积，η（≤1）为口径效率。其大小由口径场分布决定，当口径场为等幅同相时，η=1。

天线在主辐射方向远距离点上所观察到的辐射平面波的极化特性。例如，在主辐射方向辐射线极化波的天线称为线极化天线；在主辐射方向辐射圆极化波的天线称为圆极化天线等。

接收天线的极化特性与它用作发射天线时的极化特性相同。为了获得最大传输功率，发射天线与接收天线的极化特性应该一致，如果发射天线和接收天线的极化特性不一致，传输效率就会降低，这称为极化失配。

天线和馈线的主要参量都符合规定要求时，工作频率可以变动的范围，称为天线的通频带。工程上常以通频带与中心频率的比值作为相对带宽。天线带宽主要决定于天线型式和结构。当频率变动时，天线、馈线之间的阻抗不匹配会引起馈线上驻波系数增大。若规定容许驻波系数变化极限，便可确定天线的带宽。对一般线天线，如规定驻波系数为1.5～2时，其相对带宽约为百分之几；对于粗天线，则可达百分之几十。

天线噪声温度与天线的热噪声输出相对应。当接收天线周围的媒质是均匀的，且其环境温度为T₀(K)时，则天线上噪声电压的均方值为堹₀²=4kT₀BR_A，式中k为玻耳兹曼常数，B为带宽，R_A为天线输入电阻。这种噪声称为热噪声。

当工作波长减小到微波波段时，宇宙噪声比天线热噪声大得多。若用堹_A²表示由于宇宙噪声引起的接收机输入端的噪声电压的均方值，T_A表示相应的等效噪声温度，则堹_A²＝4kT_ABR_A。因此，天线的噪声温度并不是天线的物理温度，而是表征天线接收背景噪声大小的一个特性参量。

参考书目

谢处方：《电波与天线》，人民邮电出版社，北京，1966。H.Jasik，Antenna Engineering Handbook，McGraw-Hill，New York，1961.