8 线天线2.ppt

［例8-4］画出两个平行于z轴放置且沿x方向排列的半波振子, 在d=λ/4、ζ=-π/2时的H面和E面方向图。 解: 将d=λ/4、ζ=-π/2 代入式（8-2-11），得到H面方向图函数为 将d=λ/4、ζ=-π/2代入式（8-2-10） ，得到E面方向图函数为 图 8 – 11 天线阵的H面方向图 图8-12 天线阵的E面方向图 由图8-12可见, 单个振子的零值方向在θ=0°和θ=180° 处, 阵因子的零值在θ=270°处, 所以, 阵方向图共有三个零值方向, 即θ=0°、θ=180°、θ=270°, 阵方向图包含了一个主瓣和两个旁瓣。 ［例 8 - 5］由三个间距为λ/2的各向同性元组成的三元阵, 各元激励的相位相同, 振幅为1∶2∶1, 试讨论这个三元阵的方向图。 解: 这个三元阵可等效为由两个间距为λ/2的二元阵组成的二元阵, 如图 8 - 13 所示。 这样, 元因子和阵因子均是一个二元阵, 元因子、阵因子均由式（8 - 2 - 12）给出。 根据方向图乘积定理，可得三元阵的H面方向图函数为 上述三元阵是天线阵的一种特殊情况, 即这种天线阵没有旁瓣, 称为二项式阵。 在N元二项式阵中, 天线元上电流振幅是按二项式展开的系数 分布的, 其中n=0, 1, …, N-1。 a）等幅同相二元阵H面方向图 b）三元二项式阵的H面方向图 2. 均匀直线阵 均匀直线阵：当各阵元天线形式相同（结构相同、形状相同、尺寸相同、排列取向（架设方位）相同，即：具有相同的方向性函数，相似阵 ）， 相邻元间的间距相等，其上的电流振幅相等且相位等差递增或递减时，这样的直线阵称为均匀直线阵。 直线阵：如果组成阵列的阵元天线排列在一条直线 上，则称为直线阵 整理可得N元均匀直线的辐射场： 在上式中令θ=π/2, 得到H平面归一化方向图函数即阵因子方向函数为 式中 上式右边的多项式是一等比级数, 其和为 N 主瓣越窄 增益越高 副瓣增多 一. 主瓣方向 均匀直线阵的最大值发生在ψ=0 或kd cosφm+ζ=0 时, 由此得 (1) 边射阵 ： 最大辐射方向在垂直于阵轴方向上, 即φm=±π/2, 由上式得ζ=0, 也就是说, 在垂直于阵轴方向上, 各元到观察点没有波程差, 所以各元电流不需要有相位差, 如例8-2的情况。 (2) 端射阵 ： 最大辐射方向在阵轴方向上, 即φm=0 或π, 即ζ=-kd(φm=0)或 ζ=kd (φm=π, 阵的各元电流沿阵轴方向依次滞后kd)。 可见, 直线阵相邻元电流相位差ζ的变化, 引起方向图最大辐射方向的相应变化。 如果ζ随时间按一定规律重复变化, 最大辐射方向连同整个方向图就能在一定空域内往返运动, 即实现方向图扫描。这种通过改变相邻元电流相位差实现方向图扫描的天线阵, 称为相控阵。 二. 边射阵的性能参数 1)方向函数 2)零功率波瓣宽度 其中 对应主波束， 对应于主波束两边的零点，零点位置为 由此得到零功率波瓣宽度为 4)第一副瓣电平 3)半功率波瓣宽度 m=1时出现第一副瓣电平，其位置即为 当N足够大时， 三. 端射阵的性能参数： 1)方向函数 2)零功率波瓣宽度 主波束旁第一个零点位置为： 由此得到零功率波瓣宽度为 4)第一副瓣电平 3)半功率波瓣宽度 当N足够大时， m=1时出现第一副瓣电平，其位置即为 [例 8 -6］间距为λ/2的十二元均匀直线阵(图 8 -17): ① 求归一化阵方向函数; ② 求边射阵的主瓣零功率波瓣宽度和第一旁瓣电平, 并画出方向图; ③ 此天线阵为端射阵时, 求主瓣的零功率波瓣宽度和第一旁瓣电平, 并画出方向图。 图 8 – 17 十二元均匀直线阵归一化阵方向图 解: 十二元均匀直线阵归一化方向函数为 其中： ψ=kd cosφ+ζ 其第一零点发生在 将阵间距d=λ/2代入上式得ψ=πcosφ+ζ 第一旁瓣电平为 20 lg 0.212=-13.5 dB 主瓣零功率波瓣宽度为 对于边射阵, ζ=0, 所以, ψ=πcosφ。 第一零点的位置为 对于端射阵, ζ=π, 所以, ψ=πcosφ-π。 第一零点的位置为 主瓣零功率波瓣宽度为