非均匀激励优化天线阵列设计：IEEE 802.11ax标准的应用

非均匀激励工作原理在IEEE 802.11ax标准D40版本中起着关键作用，尤其是在设计高性能的天线阵列系统时。该原理的核心是通过调整缝隙与波导宽壁中心线的距离，控制缝隙的等效归一化电导，从而改变激励幅度。以下是几个重要的知识点： 1. 零激励状态：当缝隙位于波导宽壁中心线上，即1x=0时，缝隙不切割电流线，其归一化电导为零，缝隙基本不参与能量辐射，这种状态下缝隙不受激励。 2. 等幅同相激励：如果所有缝隙与波导中心线距离一致，会形成等幅同相激励，远区辐射方向图类似均匀直线阵列，其副瓣电平SLL通常为-13.5dB。这在需要大范围覆盖但又希望减少副瓣泄漏的情况下并不理想。 3. 低副瓣设计：为了达到低副瓣（SLL<-25dB）的要求，通常采用非均匀激励，即各缝隙的激励幅度不同。这种分布可以按照泰勒分布设计，通过天线阵列综合理论实现。调整缝隙与波导中心线的距离是最直接的方法，因为这能精确控制每个缝隙的激励强度。 4. 天线阵列的作用：在无线通信中，天线阵列的性能直接影响信号的定向性和增益。天线作为能量转换器，既要有效地将电路中的高频电流转换为电磁波发射，也要高效地将接收到的电磁波转换回电流。良好的匹配是关键，以减少能量损失。 5. 定向性：对于发射天线，高指向性有助于能量集中于预定方向，避免能量浪费。接收天线则需要有选择性，只接收来自目标方向的信号，过滤掉干扰和噪声。 6. 极化：天线还需要具备适当的极化特性，确保发射和接收的是预期的电磁波极化状态，这对于卫星电视信号接收等应用尤为重要。 非均匀激励工作原理在设计具有低副瓣特性的天线阵列时提供了灵活性，通过精确控制每个缝隙的激励程度，能够优化无线通信系统的性能，提高信号质量和覆盖范围。理解并应用这些原理在现代无线技术，特别是Wi-Fi 6/AX标准中至关重要。