2.4 电小环天线是将一根金属导体绕成一定的形状(如圆形、方形、三角形等),以导体的两端点作为馈电端的辐射结构。环天线可按电尺寸的大小进行分类。绕制环的导线总长度远小于自由空间波长的称之为电小环天线。当绕制环的导体长度接近谐振尺寸(环周长接近波长)时称为电大环天线,它主要用作定向阵的单元,属谐振型天线。若在天线的适当位置接入负载电阻,使导体上载行波电流,就可构成非谐振型环天线或加载环天线,它具有较宽的频带特性。

图2.15 电小环天线可以等效为由一对等值异号的磁荷所构成的一磁偶极子。设环面的法线方向取作球坐标系的极轴,环中心置于坐标原点,如图2.15所示,则其远场表达式为:

[ \begin{aligned}

H_{\theta} & = \frac{120 I_0 S \lambda}{2 \pi r^2} \sin \theta \

E_{\phi} & = \frac{I_0 S \lambda}{2 \pi r} \sin \theta

\end{aligned} ]

式中S为环的面积;N为环的匝数。若电流环不在坐标平面,环中心也没有置于坐标原点上,则:

[ E_{\phi} = \frac{I_0 S \lambda}{2 \pi r} ( \sin \theta \cos \phi + \cos \theta ) ]

式中 (\hat{\theta}) 及 (\hat{\phi}) 分别为 (\theta) 及 (\phi) 方向上的单位矢。在 (\theta = 0) 和 (\theta = 90^\circ) 的主平面上,上式简化为:

[ E_{\phi} (\theta, \phi) = \frac{I_0 S \lambda}{2 \pi r} \cos \phi ]

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