阵列天线分析与综合：方向图综合与电流分布

"总电流分布产生的场方向图-《广义逆矩阵及其应用》王松桂，杨振海著" 在无线电工程中，特别是在天线设计领域，总电流分布产生的场方向图是一个关键概念，用于描述天线阵列的辐射特性。这个概念涉及到阵列天线的电流分布以及由此产生的电磁场的方向特性。王松桂和杨振海在《广义逆矩阵及其应用》一书中详细阐述了这一主题。 总电流分布产生的场方向图由式(2.119)给出，它描述了总电流\( I_z \)如何在不同角度\( \theta \)处产生方向效应。式(2.122)进一步揭示了这种分布的最大值发生在\( n\theta = \theta \)处，其中\( n \)是一个特定的角度。最大值可以通过计算得到，公式为(2.123)，这表示在\( n\theta \)位置，综合方向图的最大值等于各谐波电流方向图的最大值的叠加。 抽样间隔的确定是一个重要步骤，因为它直接影响到综合方向图是否能准确地再现实际的观察角度范围\( 0 \sim \pi \)。抽样间隔\( \Delta \)可以通过式(2.125)来计算，确保满足周期性和精度要求。每个抽样点\( n\theta \)的位置由式(2.126)给出，N应该是接近\( \lambda/L \)的整数，其中\( \lambda \)是波长，\( L \)是阵列的长度。 阵列天线，如在"阵列天线分析与综合讲义王建"中提到，是现代无线电设备中广泛使用的类型，它们通过排列多个相同结构的天线单元，利用电磁波的干涉现象，实现高增益、定向辐射或接收。直线阵、平面阵（如矩形和平面）以及共形阵是常见的阵列形式。 在多种应用场景中，阵列天线的优势在于能够通过调整单元间的幅度和相位分布，轻松实现窄波束、赋形波束、多波束以及波束扫描。对于要求高方向性、低副瓣电平和快速响应的系统（如雷达和航空着陆系统），相控阵天线尤其重要，因为它们可以实现电扫描，提供灵活的波束控制，同时具备高增益和低副瓣特性。 总结来说，总电流分布产生的场方向图是理解阵列天线辐射特性的核心，而阵列天线的设计与分析则涉及到抽样间隔的选取和馈电网络的优化，以满足特定的性能需求。通过对这些理论的理解和应用，可以实现高性能的无线通信和雷达系统。