椭圆形阵列天线的方向特性研究 a study on the directional characteristics of elliptic array antennas.pdfVIP

第32卷第6期 电子工程晡 V01．32No．6 2006年6月 ELECTRONICENGINEER Jun．2006 椭圆形阵列天线的方向特性研究 徐天赐，陈宏巍，栾秀珍 (大连海事大学信息工程学院，辽宁省大连市116026) 摘要：对椭圆形阵列天线的方向特性进行了研究，证明了直线阵和圆环阵是椭圆形阵的特例。 给出了椭圆形天线阵及在椭圆的中心和两个焦点上分别或同时加上一个阵元的情形下天线阵的方向 性函数，并绘制了相应的方向性图，仿真计算结果表明在椭圆的中心和焦点处加上阵元可有效地降低 副瓣，同时又不增加阵列的孔径。 关键词：椭圆形阵列天线；智能天线；阵列因子；方向性图 中图分类号：TN821．91 0 引言 如果所有阵元的性能和取向相同，则根据方向性 图乘法原理，天线阵列的方向性可以用单位阵元的方 随着移动通信的迅速发展，频谱资源尤显匮乏，而 向性和阵列因子的乘积来表示，如果阵元是全向性的， 可用的频谱资源是有限的，因此提高频谱利用率就成 就可以用阵列因子来分析阵列的方向特性了。对于肘 为当前丞待解决的问题。智能天线技术因其能明显改 个阵元，阵元间距d=A／2的均匀直线阵以0阵元为 善频谱利用率、增大通信系统容量而受到国内外学者 参考阵元时的阵列因子为： 广泛关注。智能天线系统一个重要组成部分是前端的 村一1 阵列天线。目前对阵列天线方向图综合的研究主要针 八9)=∑∞。e肿“9 (1) 对直线阵和圆环阵。对于直线阵结构，主要研究均匀 式中：删。为每个阵元对应的支路上的权因子，权因子 布阵和稀疏布阵两种情况。对于圆环阵，由于其具有 具有幅值和相位，通过对权值的调垫，．可以将阵列因子 全向扫描的稳定性，对它的研究较多。文献[1]介绍 的最大主瓣对准任意方向H1；e删。叩表示第m个阵 一种天线阵列的数值综合方法，主要通过实际的方向 元的信号与参考阵元(阵元0)信号间的相位差，用向 图和期望方向图之间的误差进行优化，得到最接近期 量形式可表示为： 望方向图的激励值。文献[2]研究了在圆环阵中加中 (2) a=[1，ej8如oB妒，e’辟如∞9，…，ej8‘^f_1’如伽妒]T 心阵元对方向图的影响。而对于椭圆形阵方向图的研 a为导引向量，表示各个阵元信号与参考阵元信号间 究较少，文献[3]通过优化算法对椭圆形阵进行了研 的相位差。 究，但对在椭圆形阵的内部附加阵元的情况并没有讨 图2是均匀圆环阵的示意图。 论。本文将对这种情况下天