阵列天线分析:差方向图主瓣与副瓣特性
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更新于2024-08-08
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"这篇文档是关于阵列天线分析与综合的,主要讲解了差方向图主瓣和副瓣的最大值位置以及相关的雷达指标。内容包括差方向图的定义、主瓣最大值的位置、主瓣宽度、副瓣电平、方向性系数等,并涉及到偶数阵列的反相激励情况。"
在无线通信和雷达系统中,阵列天线的设计至关重要,因为它直接影响到信号的传播特性和系统的性能。差方向图是阵列天线分析中的一个重要概念,它描述了天线辐射能量在不同方向上的分布。主瓣和副瓣是差方向图的关键特征,其中主瓣代表天线辐射能量最集中的方向,副瓣则表示在主瓣之外的其他能量分布方向。
差方向图主瓣的最大值位置可以通过公式(1.173)和(1.174)来确定,对于奇数阵和偶数阵有不同的表达形式。主瓣的最大值通常出现在u=0处,对应于理想情况下的最大方向性。而副瓣最大值的位置可以通过这些公式计算,它们反映了天线在非主瓣方向上的辐射强度。
副瓣电平(SLL)是衡量阵列天线性能的一个重要指标,它表示副瓣相对于主瓣的最大值的衰减程度。较低的副瓣电平意味着更好的方向性,减少干扰和提高信号质量。根据给定的信息,一个良好的工程实践是要求副瓣电平低于-25dB。方向性系数(D)则是衡量天线增益的参数,它表示天线在最佳方向的辐射效率。
此外,差方向图的零深是另一个重要的参数,它定义了主瓣两侧零点的深度。理论上来讲,如果激励幅度对称且相位相差180度,零深可以达到-∞dB,但在实际应用中,由于制造和安装误差,零深通常要求至少低于-25dB。零点处的差斜率值反映了主瓣边缘的陡峭程度,较大的斜率值意味着更好的方向性。
对于偶数阵列,当采用反相激励时,即一半单元与另一半单元相位相差180度,可以实现幅度为正负相间的分布。这可以通过直接相加法或Z变换法来计算阵列因子,从而得到反相激励下的差方向图特性。
总结来说,差方向图的主瓣和副瓣最大值位置、副瓣电平、方向性系数、零深和差斜率值是阵列天线设计中必须考虑的关键参数,它们共同决定了天线的指向性、分辨率和抗干扰能力。理解和优化这些参数对于提升无线通信和雷达系统的性能至关重要。
2021-10-01 上传
2022-07-14 上传
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jiyulishang
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