相控阵馈电方式解析：强制馈电与空间馈电

"《广义逆矩阵及其应用》王松桂，杨振海著中讨论了相控阵的馈电方式，重点介绍了强制馈电这一方法。相控阵天线在无线通信、雷达、导航等领域广泛应用，其性能直接影响无线电设备的性能。馈电网络对于阵列天线的激励幅度分布和相位分布至关重要，尤其对于低副瓣天线的精度要求极高。设计馈电系统时需考虑承受功率、损耗、体积重量、测试调整等因素。平面相控阵的馈电方式主要包括强制馈电和空间馈电，其中强制馈电利用波导、同轴线、板线、微带线等进行功率分配，随着技术进步，光纤也应用于馈电系统。图5-18展示了强制馈电的典型结构，包括隔离式和非隔离式功分器，以降低驻波和保证耐功率性能。" 在无线通信系统中，阵列天线是提升性能的关键，尤其是通过相控阵天线可以实现高增益、强方向性和波束扫描。阵列天线由相同结构的基本单元按照特定规则排列，形式多样，如直线阵、平面阵（矩形、圆形）和共形阵。为了满足不同应用场景的需求，如雷达的精密跟踪、射电天文观测的高分辨率接收，或者飞机着陆系统的宽覆盖，阵列天线能够通过调整馈电网络的幅度和相位分布来形成窄波束、赋形波束和多波束，同时实现电扫描的快速波束转向。 在相控阵天线中，馈电网络的精确设计是核心问题。强制馈电方式利用有线传输介质如波导、同轴线、板线和微带线，它们分别适用于大功率和小功率场景。其中，微带线因其小型化和轻量化特点，常用于小功率阵列。馈电网络中，功分器的设计要考虑隔离度，以减少反射波的干扰，并保证系统在部分单元故障时仍能保持良好的耐功率性能。此外，馈电网络的测试和调整便捷性也是设计时需考虑的重要方面。 随着技术的发展，阵列天线的馈电网络和单元天线趋向于一体化，高集成度的T/R组件降低了成本，使得低副瓣和极低副瓣设计变得更加容易，同时增强了阵列天线的功能性。因此，阵列天线因其独特的优点，如高方向性、低副瓣、灵活的波束控制等，在现代无线通信系统中扮演着不可或缺的角色。