第1章 天线基础知识5

1.天线阵的方向特性2.天线阵的辐射阻抗主要内容：1.11天线阵的方向特性天线阵的定义：天线阵是由若干个单元天线按一定方式排列起来的辐射系统。构成阵列的单元天线称为阵元。从广义上讲，天线阵区分为连续阵和离散阵。相似阵是指所有阵元的类型、结构、尺寸、取向都完全一致。相似阵的分类：1.按阵元个数，可分为二元阵、三元阵等；2.按各阵元中心连成的轨迹形状，可分为直线阵、圆环阵、平面阵、立体阵等；3.若相邻阵元间的距离（简称元间距）为常数且馈入各阵元的电流振幅相等、相位呈线性变化，则称为均匀阵。如均匀直线阵、均匀圆环阵、均匀平面阵等；相似阵的分类：4.按各阵元电流相位配置（简称配相）的不同，天线阵可分为边射阵、端射阵和相控阵等；5.非均匀阵至少分两种情况：（1）（电流）振幅不均匀；（2）空间不均匀，元间距不固定甚至做成随机的。方向图乘积定理：),(),(),(0Nfff方向图乘积定理的证明：方向图乘积定理的证明：)ˆ(000),(rrjrjefreUE)ˆ(00~),(rrjnrjnneIfreUENnNnrrjnrjnneIfreUEE11)ˆ(00~),(阵元在点：B第个阵元：n总场强：NnrrjnNnrrjnNNnnneIeIAFf1)ˆ(1ˆ~),(阵因子：远区条件：对于电尺寸较大的天线（阵），远区条件是分别从该天线（阵）上相距最远的两点到达场点的距离差与按照平行射线近似（即一级近似）算出距离差，二者之差不超过1/4波长。远区条件：远区条件：22sin2cosrLLBPAPcosLBPAP真实距离差：近似距离差：远区条件：22Lr二元阵：2)coscos22)cosexp)]cos(exp[12ddjdjAF2)coscos)(2dF等幅同相二元阵：)coscos)(2dF等幅反相二元阵：)cossin)(2dF等幅异相二元阵：2)cos4cos)(2dF均匀直线阵：2cossin2)cos(sin2sin2sin)(ddNNfN2cossin2)cos(sin2sin2sin)(dNdNNNFN阵因子：归一化阵因子：均匀直线阵：cosd均匀直线阵：dd1.可见区：0cosmd2.主波束调控：mdcosdmarccos均匀直线阵：3.三种补偿：d||1800m（1）欠补偿：d||1800或m（2）完全补偿：（3）过度补偿d||均匀直线阵：4.扫描特性（）：d||)cos(cossin)cos(cossin)(mmNdNdNF均匀直线阵：5.边射阵（）：0cossincossin)(dNdNFN（2）元间距：dNd11（3）主瓣张角和主瓣宽度NdNdBW2arcsin20NdBW89.05.0（1）各阵元的电流呈等幅同相分布；（4）第一旁瓣电平：-13.5dB均匀直线阵：6.普通端射阵（）：d)1(cossin)1(cossin)(dNdNFN（1）各阵元的电流振幅相等，相位增量；d均匀直线阵：6.普通端射阵（）：d（2）元间距：5.0dNd211（3）主瓣张角和主瓣宽度NdBW220NdBW89.025.0（4）第一旁瓣电平：-13.5dB均匀直线阵：7.强方向性端射阵：Nd)cos1(2sin)cos1(cos2sin)(dNdNNFN汉森－伍德亚德条件：均匀直线阵：7.强方向性端射阵：（1）元间距：2231Nd（2）主瓣张角和主瓣宽度NdBWarcsin20NdBW28.025.0（3）第一旁瓣电平：-9.6dB均匀直线阵：8.两种端射阵方向特性的比较：9.阵因子方向系数的近似公式：NdD20NdD41NdD28.72（1）边射阵：（2）普通端射阵：（3）强方向性端射阵：非均匀直线边射阵：◆在某些特定的用途中对天线的第一旁瓣电平有相当苛刻的要求◆方向图的赋形设计首先要求弄清各种参数对方向图的影响◆振幅的典型分布是口径天线学习的一个重要知识点非均匀直线边射阵：5元等间距、电流同相但不等幅的直线阵：1.均匀分布（1:1:1:1:1）2.三角形分布（1:2:3:2:1）3.二项式分布（1:4:6:4:1）4.倒三角分布（3:2:1:2:3）非均匀直线边射阵：非均匀直线边射阵：非均匀直线边射阵：总结：当电流呈锥削（由中心向两侧递减分布）时，主瓣变宽、旁瓣电平降低；锥削的极端就是二项式分布，此时主瓣最宽，旁瓣消失；反之，若电流振幅由中心向两侧递增分布，则主瓣变窄、旁瓣电平升高。1.12天线阵的辐射阻抗二元阵的四端网络模型：互辐射阻抗的计算方法：1.球面波展开法2.感应电动势法互阻抗理论及其曲线的应用：1.二元或多元天线阵的辐射阻抗及方向系数的计算2.天线阵各阵元馈电状况分析3.含寄生振子天线阵的性能分析4.理想导电地对天线或天线阵性能的影响作业：P298，第12、17、20题DG