微波与天线N元天线阵.ppt
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1、微波与天线-N元天线阵,均匀直线阵,直线阵:由N 个相同的单元天线等间距地排列在一条直线上 构成。,均匀直线阵:若各单元上的馈电电流大小相同,而相位沿线均 匀递增或递减,这样的直线阵称为均匀直线阵。,如图所示:,N元直线阵,若第1单元的电流为,递增的相位值为,则第n单元的电流可表示为,N元均匀直线阵的辐射场由N个单元的辐射场叠加获得,即,对远场区而言,关系为:,若令:,则辐射场:,均匀直线阵的归一化阵因子为:,该直线阵的方向性函数为:,五元阵的归一化阵因子图,令=/2,得到H平面方向图函数即阵因子方向函数 1)主瓣方向 均匀直线阵的最大值发生在=0 或kdcos+=0 时,由此得出 cos=这
2、里,有两种特殊情况尤为重要。(1)边射阵 最大辐射方向在垂直于阵轴方向上,即=/2,=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。,(2)端射阵 最大辐射方向在阵轴方向上,即=0 或,=kd(=0)或=kd(=),也就是说,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的变化,引起方向图最大辐射方向的相应变化。如果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。,处。显然,边射阵与端射阵相应的以 表示的零点方位是不同的。3)
3、主瓣宽度 当N很大时,头两个零点之间的主瓣宽度可近似确定。令 表示第一个零点,则=2/N。(1)边射阵(=0,=/2)设第一个零点发生在 处,则头两个零点之间的主瓣宽度为 2=2(),2)零辐射方向阵方向图的零点发生在|A()|=0 或,因而有 所以 当Nd时,主瓣宽度为,很长的均匀边射阵的主瓣宽度(以弧度计)近似等于以波长量度的阵长度的倒数的两倍。,(2)端射阵(=kd,=0)设第一个零点发生在 及01=kd(cos)处,则 当 很小时,所以端射阵的主瓣宽度为 显然,均匀端射阵的主瓣宽度大于同样长度的均匀边射阵的主瓣宽度。,显然,均匀端射阵的主瓣宽度大于同样长度的均匀边射阵的主瓣宽度。(3)
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