天线原理与设计：套筒式平衡变换器在无线电工程中的应用

"套筒式平衡变换器-ieee p802.11ax_d40_2019" 本文主要介绍了套筒式平衡变换器在无线通信系统中的应用，特别是与天线原理和设计相关的知识。套筒式平衡变换器是一种用于平衡馈电的装置，通常用于硬同轴线的改造，以防止电流外溢，提高天线系统的性能。 套筒式平衡变换器的工作原理是基于四分之一波长（/4λ）的短路传输线概念。在这个设计中，一个金属套筒被安装在同轴线的外部，其长度等于四分之一波长。套筒的一端被短路，形成了一个/4λ短路传输线。这个结构在2-3端口的输入阻抗表现为无穷大，意味着电流不能流过，从而阻止了同轴线外导体内壁的电流外溢，实现了平衡馈电。由于套筒的长度与频率有关，因此这种平衡变换器能够适应不同频率下的工作需求，提供稳定的性能。 天线在无线电工程中的作用至关重要，无论是接收还是发射，都离不开天线的转换功能。天线可以将电路中的高频电流或馈电传输线上的导行波转换为空间的电磁波，并向特定方向辐射。反过来，它也能将来自空间的电磁波转换回电路中的高频电流，供接收机使用。匹配是关键，良好的匹配能够确保能量转换的效率。 天线还有定向辐射或接收的功能，发射天线需要将能量集中在指定方向，减少不必要的辐射损失，而接收天线则需对特定方向的信号具有高灵敏度，以降低其他方向的干扰。例如，雷达天线需要具备强烈的方向性，以便准确搜索和定位目标。同样，接收远距离信号，如卫星电视，通常需要高增益、定向性强的天线，如抛物面天线或阵列天线。 此外，天线的极化也是不可忽视的因素。极化是指电磁波的电场矢量在空间中的振动方向，天线发射或接收的电波必须与其指定的极化方向相匹配，才能有效通信。不匹配的极化会导致信号质量下降，甚至完全丧失通信能力。 总结来说，套筒式平衡变换器在无线通信系统中起到关键的平衡馈电作用，而天线则是能量转换、定向辐射、接收以及极化匹配的核心部件。了解并优化这些技术对于提高无线通信系统的性能和效率至关重要。