控陣天線輻射基礎知識-RF/微波-電子元件技術網

你的位置：首頁 > RF/微波 > 正文

控陣天線輻射基礎知識

發布時間：2020-05-21 責任編輯：lina

【導讀】相控陣采用的是電子方法實現波束無慣性掃描，因此也叫電子掃描陣列(ESA)，它的波束方向可控、掃描也靈活，並且增益也可以很高。

相控陣采用的是電子方法實現波束無慣性掃描，因此也叫電子掃描陣列(ESA)，它的波束方向可控、掃描也靈活，並且增益也可以很高。

控陣天線輻射基礎知識

對於相控陣天線輻射的電磁場及其能量分布通常用歸一化的天線方向圖來描述，它反映了波束形狀、天線增益、副瓣等特性。

控陣天線輻射基礎知識

波(bo)束(shu)的(de)指(zhi)向(xiang)始(shi)終(zhong)與(yu)等(deng)相(xiang)位(wei)麵(mian)垂(chui)直(zhi)，而(er)等(deng)相(xiang)位(wei)麵(mian)由(you)陣(zhen)元(yuan)間(jian)的(de)饋(kui)相(xiang)關(guan)係(xi)確(que)定(ding)，因(yin)此(ci)在(zai)各(ge)個(ge)陣(zhen)元(yuan)都(dou)是(shi)等(deng)幅(fu)饋(kui)電(dian)情(qing)況(kuang)下(xia)，線(xian)性(xing)陣(zhen)的(de)波(bo)束(shu)方(fang)向(xiang)圖(tu)函(han)數(shu)為(wei) sinc 函數。可以通過陣因子來計算相控陣波束寬度，詳細的公式推導在有關相控陣的書籍中都有，這裏給出結果：

控陣天線輻射基礎知識

通常，均勻口徑照射情況下 3dB 波束寬度的 k=0.886，若是 4dB 波束寬度的 k=1；

天線口徑越大，波束越窄

從上麵的公式可以看出當天線口徑(Nd)越大，也就是陣元數越多，陣元間距越大，波束越窄；直觀的理解就是線陣越長，波束寬度就越窄，天線增益越大！

控陣天線輻射基礎知識

描角度越小，波束越窄

隨著掃描角度的增大，波束寬度會變寬，掃描角正負 60 度時，其餘弦值為 1/2，相比於 0 度時增大了一倍；隨著掃描角度的增加，不僅僅是波束寬度會惡化，天線增益也會惡化。通常一般不大於正負 60 度，這也是某些戰艦或預警機上用三塊天線來覆蓋 360 度空域的原因。

控陣天線輻射基礎知識

波長越短，波束越窄

從公式還可以看出在天線口徑不變的情況下，波長越長，波束寬度越大；例如：對於機載火控雷達，可用空間就那麼大，因此更適合使用波長短的更高頻段，以便獲得更窄的波束。

動圖仿真：

為了簡化對波束掃描的動圖仿真，幅度進行了歸一化，指向 0°時是 0dB。仿真時設置：N=32，d=λ/2，波束指向θB 從 0~60°，再從 60~0°，得到下麵的動圖：

控陣天線輻射基礎知識

從該動圖可以看出：

1. 隨著波束指向的增大，波束寬度變胖，當達到 60°時，變胖了一倍。

2. 隨著波束指向的增大，增益也有降低。

3. 沒有進行降低旁瓣的加權，旁瓣較高。

波束寬度與掃描角θB 的關係：

控陣天線輻射基礎知識

當掃描的最大角度為θmax 時，為了不出現刪瓣，陣元間距 d 和波長λ需要滿足關係：

控陣天線輻射基礎知識

也就是說當陣元間距小於半波長時，即使掃描到 90°都不會出現刪瓣。如果你想看看出現刪瓣的情況，這裏也有(設置 d=0.7λ)。

控陣天線輻射基礎知識

仿真程序如下：

控陣天線輻射基礎知識

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：
能否在 200 ns 內開啟或關閉RF源？
PLC與傳感器的接線都不會，還學啥PLC？
如何簡化電源隔離設計，輕鬆滿足EMI目標？
智能調節地鐵溫度傳感器的應用
詳解MEMS VOA光衰減器的工作原理

要采購傳感器麼，點這裏了解一下價格!

上一篇：二階係統的運算放大器總輸出噪聲計算

下一篇：現可輕鬆用於高精度電路中的零漂移放大器

特別推薦

技術文章更多>>

技術白皮書下載更多>>

熱門搜索

友情鏈接(QQ：317243736)

我愛方案網 ICGOO元器件商城創芯在線檢測芯片查詢天天IC網電子產品世界無線通信模塊控製工程網電子開發網電子技術應用與非網世紀電源網 21ic電子技術資料下載電源網電子發燒友網中電網中國工業電器網連接器礦山設備網工博士智慧農業工業路由器天工網乾坤芯電子元器件采購網亞馬遜KOL 聚合物鋰電池工業自動化設備企業查詢工業路由器元器件商城連接器 USB中文網今日招標網塑料機械網農業機械中國IT產經新聞網高低溫試驗箱

關閉

關閉