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天线谐振的物理意义

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天线的谐振和传输线的阻抗匹配原理是一样的吗?
天线谐振时输入阻抗为实数,激励将能量全部辐射出去,不产生反射。可以这样理解吗

原理一样。
完全吸收不代表全部辐射出去了。有个辐射效率的问题。
就算你匹配好了,方向性达不到要求也白搭。

1. 先说传输线的匹配
(1) 你提到“阻抗匹配”,那么目标是反射最小,所以阻抗匹配的实质是传输线上任意一个截面两端的阻抗相等,从而达到最小反射;在有负载和前级的时候,这时候传输的功率却不一定最大;
(2) 使得负载所获得的功率最大的匹配叫做“共轭匹配”,不叫“阻抗匹配”,这时候是允许反射的,甚至较大的反射都有可能。
2. 天线的谐振
你这里提到了输入阻抗,其来源于微波网络的定义,离开了一个微波网络,输入阻抗就无从谈起,比如说天线可以认为是单端口的微波网络。输入阻抗的虚部为零,是一个现象,而不是本质,任何一个天线,你可以将其“虚部为零”的频率通过枝节匹配等方法,调节到任何一个频率上,但是,这时候跟天线的谐振的物理内涵,是没有半毛钱关系的。
天线谐振的物理解释是系统完全的(完美的)电磁能量互换,或者说,在一个时候完全表现为电能,下一个时候完全表现为磁能,这从Maxwell方程组也可以看出来。结合数学可以认为,无源的天线系统是一个线性系统,天线的材料和结构定义了其“零输入响应”,或者说是“本征响应”,从而定义了系统函数。这个系统函数可以表示为一个变换,进而得到变换矩阵。该矩阵的特征值为零的时候,就是天线发生谐振的时候。
任何一个结构可能具有的谐振有无数多个,我们通常称其为特征模式,并非所有的模式都是辐射莫,有一些可能是传输模,有一些可能是辐射模,甚至像振荡器一样的内部谐振。
3. 总结:传输线的阻抗匹配是特性阻抗一致,目标是无反射;天线的谐振,物理意义是电磁能量完美互换,数学意义是变换矩阵的特征值为零。所以二者完全是两个宇宙中不同的事物:)

变换矩阵的思想一开始是反应在矩量法中,同时也零散地出现在波导、真空器件的模式分析以及微波网络理论中,具有一定的特殊性而不够普遍,专门结合天线、线性系统和矩阵论的写法比较少见,尤其是详细讨论特征值、特征向量和泛函空间并将数学和物理相结合的就更少了。如果有兴趣的话,可以改天专门开个帖子来探讨探讨。

那我能不能理解成在谐振时激励作用给输入电阻的功率是最大的?  

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