chap1天线方向图2.pptVIP

为了增强天线的方向性，提高天线的增益或方向性系数，或者为了得到所需要的辐射特性，我们可采用天线阵以形成阵列天线。天线阵是由多个单元天线按一定方式排列在一起而构成的。组成阵列天线的独立单元称为天线单元或阵元。 阵列中的天线单元通常是相同类型、相同尺寸的天线。如多个半波对称振子天线构成的阵列，称为半波振子阵列天线。此外还有喇叭天线阵、微带天线阵、波导缝隙阵、八木天线阵等等。 ;若天线单元排列在一条直线上或一个平面内，则称为直线阵或平面阵。在平面阵中，各单元又可排列成圆形阵、矩形阵等。实用中，天线单元配置在飞机、导弹、卫星等实体的表面上，形成共形阵。;;假设;则远区的总场为;当m=1(电流幅度相等)时;;■ 图(c)：其形状如心脏，我们称之为心脏形方向图。当间距d=?/4，馈电相位差为?=?/2,- ?/2 时阵因子就为心脏形方向图。其最大值方向指向电流滞后的那个单元的方向，该图是在 时得到的，说明I1的相位滞后于I0，所以最大值在单元I1的方向。若 ，说明I0的相位滞后于I1 ，此时方向图最大方向将指向I0的方向。 ■ 图(d)：为等幅反相情况，间距d=?/2，此时两单元的远区辐射场在?=0,?方向上增强；而在?=?/2, ? 3/2方向上则相互抵消。阵因子呈“∞”字形，但波瓣很胖。 对应图1-15(b)和(c)可绘出其三维方向图如图1-16所示。 ;2.三元天线阵;3.均匀直线式天线阵;天线阵在远区所产生的场强为;则归一化阵因子为;由;1. 侧射式天线阵 指最大辐射方向为与天线阵轴线垂直的直线阵。当直线阵的各单元天线的馈电电流等幅同相时，阵因子方向图最大值出现在侧向，即垂直于阵轴的方向，此时?=0，cos?m=0，归一化阵因子变为 ;对四元侧射阵(N=4)，可画出间距为d=??/2和d=?时的阵因子方向图如图所示。 ;当单元间距增加到d=??时，不仅在阵轴侧向，而且在阵轴方向均出现最大值，即出现多个主瓣，多余的主瓣称为栅瓣。通常不希望有栅瓣出现，因此，在侧射阵的设计中单元间距应满足d? 。 ;2.端射式天线阵;当间距为d=??/4时，端射阵的方向图只有一个指向阵轴方向(?=0)的主瓣，当间距为d=??/2时，端射阵的方向图在阵轴的两个方向均出现最大值，说明出现了栅瓣。为了抑制栅瓣的出现，端射阵的间距应满足d?/2 。与侧射阵方向图一样，端射阵方向图也是关于阵轴旋转对称的，且当单元数增加时，方向图主瓣将变窄，副瓣数将增加。;4.方向图的乘法;[例] 有一个等间距为d的四元均匀直线阵，如图所示。要求导出阵因子并说明方向图相乘原理。 解：;对于具有对称结构的阵列，可将阵列中的单元天线分成两个单元一组，求出每一组的阵因子(如 )及组间阵因子(如 )，然后把这些阵因子相乘，就可得到阵列的总场阵因子。 如果熟知单元天线的方向图，和典型的不同间距的二元阵阵因子的方向图，利用方向图相乘原理，就可迅速画出整个阵列的总场方向图。 ;例.求图所示的由半波天线组成的四元侧射式天线阵在垂直于半波天线轴平面内的方向图,间距d=??/2.;例.求如图由半波天线组成的八元侧射式天线阵在垂直于半波天线轴平面内的方向图.间距d=??/2.;平行排列的元八半波振子阵的xy面归一化方向图;例将上例中平行排列的八元半波振子阵再增加一排，两排间距为dx=??/4 ，前排馈电相位滞后于后排90°，如图所示。求该复式 天线阵在XY平面内的方向图.;两排八元半波振子阵的总场H面方向图x=??/4 ,?x=?/2;1.8地面对天线方向图的影响;元天线的镜像;;对于有限长度的对称振子天线，通常是以垂直和水平两种方式架设在地面上。采用镜像法时，这两种架设方式的镜像如下图所示。;;;;;;;反射系数法;直射波电场是:;因为:;;共轴和平行排列的对称振子二元阵 对称振子天线组成的二元阵，其排列方式通常有两种，如下图所示，并建立坐标系。为了使对称振子单元天线的方向图函数表示与前面的相同，可选天线轴为z轴。组成二元阵的对称振子单元一般为半波振子。 ;;;;;;;