chap9平面口徑的輻射

1、第九章第九章 平面口徑的輻射平面口徑的輻射 9.1 平面口徑的增益和口徑效率 這里以矩形口徑為例，來討論平面口徑的增益和口徑效率。 設矩形口徑電場分布為 則口徑面上磁場為 這相當于橫電磁平面波投射到口徑面上的情況其輻射功率就為 (9.1)由（8.32）可求得遠區(qū)輻射電場的模為理想點源輻射功率為 由增益定義 inrPPP0將前面的公式(9.1),(9.2)代入后可以得到(9.2)(9.3)(9.4)在工程上，一般是求最大輻射方向(=0)的增益，即 式中，口徑效率為：(9.5)(9.6)(9.7)9.2 矩形同相口徑的輻射場 即口徑場是等相位的。矩形口徑的輻射問題，常見的有矩形波導口天線、E面扇形

2、喇叭、H面扇形喇叭和角錐喇叭等，如圖所示： 矩形口徑天線 矩形口徑面上的電磁場一般是線極化的。通常設電場矢量為y軸方向。磁場矢量為x軸方向。這相當于橫電磁波垂直投射到口徑面上的情況。由前面的公式可見。要計算口徑天線的輻射場，只須知道口徑面上的電場分布即可，如上三種矩形口徑，其口徑面上的電場分布是各不相同的，而且喇叭天線口徑面上場的相位并不同相。為簡單起見，這一節(jié)主要討論口徑場相位同相，幅度為各種典型分布的情況。一、口徑場為均勻分布 設矩形口徑如圖所示，其均勻分布的口徑場表示為場為均勻分布的矩形口徑 1. 輻射場 由公式(8.32)可得 (9.8)(9.9)(9.10)(8.32)(9.11)(

3、9.12)(9.13)2. 方向圖函數 由上面的結果可得均勻口徑場分布的矩形口徑E面和H面方向圖函數為 (9.14)(9.15)者的方向圖尖銳得多。所以，有時討論口徑方向圖時可不計面元方向圖因子。下圖F(u)(9.16)側射陣20lg 0.212 =-13.5dB（）二、口徑場為余弦分布 (9.17)(9.18)(9.19)講義（8.37）(8.37)2. 方向圖函數 由上面兩式可得H面和E面方向圖函數為 (9.20)(9.21)9.3 圓形同相口徑的輻射場 實際中除矩形口徑天線外，還經常用到圓口徑天線，如圓波導口天線、圓錐喇叭天線、旋轉拋物面天線等，如圖所示。 這一節(jié)主要討論相位同相，幅度為

4、幾種典型分布的圓形口徑問題。 （9.22)(9.23)(8.36)將（9.23）代入（8.36）有（9.24）(9.25)(9.26)(9.27)(9.28)下圖F(u)(9.29)0.131(9.30)(9.31)(9.32)0.059(9.33)(9.34)(9.35)講義(9.24)變9.3 口徑場相位分布對方向圖的影響 前面討論的口徑場輻射，是假設平面口徑上的相位分布是同相的。口徑上相位分布為同相的情況，是在大多數口面天線設計中所希望的。因為，若口徑場相位為不同相分布的話，其結果可能將使方向圖指向發(fā)生偏移，主瓣變寬，副瓣電平變高，增益下降。 在工程實際中，有的天線結構本身就使得其口徑面上的場相位不同相。如E面喇叭、H面喇叭、角錐喇叭和圓錐喇叭等。有的天線在設計時是使口徑上場相位同相，如旋轉拋物面天線等，但由于機械加工誤差或饋源安裝誤差，使得口徑上場相位不同相。因此，這一節(jié)主要討論口徑場相位分布對輻射方向圖