第六章工程中常用的典型天線1教材課件

第六章

工程中常用的典型天線第六章

工程中常用的典型天線16.5引向天線(八木天線)由一個有源振子，一個反射器和若干個引向器組成。一、結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，架設(shè)方便且牢固，具有單一輻射特性缺點(diǎn)：波段范圍較窄

6.5引向天線(八木天線)由一個有源振子，一個反射2二、引向天線工作原理八木天線本質(zhì)是一個天線陣，通過對有源振子饋電，其余振子（反射器和引向器）靠與饋電振子之間的近場耦合產(chǎn)生感應(yīng)電流形成激勵，感應(yīng)電流的大小取決于振子的長度及間距。通過調(diào)整各振子的長度及間距，可改變各振子之間的電流分配比，從而達(dá)到控制天線方向性的目的。三、無源振子的作用以二元振子為例進(jìn)行分析。m為兩振子電流的振幅比；ζ為兩振子電流的相位差，二者均取決于振子的長度及其間距。二、引向天線工作原理八木天線本質(zhì)是一個天線陣，通過對3一般情況下，有源振子的長度為半波振子（考慮波長縮短效應(yīng)，有源振子的長度為）。不同無源振子，不同陣元間距時的方向圖：有源振子無源振子一般情況下，有源振子的長度為半波振子（考慮波長縮短效應(yīng)，4由圖可知，當(dāng)無源振子與有源振子的間距d＜0.25λ時：工程上引向天線結(jié)構(gòu)選擇：2、若無源振子的長度l2長于有源振子的長度l1，則二元引向天線的最大輻射方向偏向有源振子所在的方向，此時無源振子具有反射有源振子輻射場的作用——反射器。1、若無源振子的長度l2短于有源振子的長度l1，則二元引向天線的最大輻射方向偏向無源振子所在方向，此時無源振子起引導(dǎo)有源振子輻射場的作用——引向器；

無源振子與有源振子的間距取d=(0.15~0.23)λ；引向器長度取2l2=(0.42~0.46)λ；引向器長度取2l2=(0.50~0.55)λ；引向器數(shù)目一般不超過12。由圖可知，當(dāng)無源振子與有源振子的間距d＜0.25λ時5主瓣寬度：方向系數(shù)與增益：三、引向天線特性參量La是引向天線的總長度；Kl是比例常數(shù)。主瓣寬度：方向系數(shù)與增益：三、引向天線特性參量6某六元引向天線及其方向圖(a)引向天線示意圖；(b)E面方向圖；(c)H面方向圖；(d)三維方向圖某六元引向天線及其方向圖76.5螺旋天線一、結(jié)構(gòu)通常有金屬接地板（或接地網(wǎng)柵），由同軸線饋電，同軸線的內(nèi)導(dǎo)體與螺旋線相接，外導(dǎo)體與接地板相連。螺旋天線的參數(shù)：螺旋直徑d=2R；每圈的長度L螺距S；螺距角α；圈數(shù)N。6.5螺旋天線一、結(jié)構(gòu)通常有金屬接地板（或接地網(wǎng)柵），8二、螺旋天線輻射特性法向輻射模式軸向輻射模式圓錐輻射模式螺旋天線輻射特性隨螺旋尺寸不同而不同：1）當(dāng)L較?。↙<0.5λ）時，其輻射主向與螺旋軸線垂直，稱為法向輻射模式；2）當(dāng)L=(0.8~1.3)λ時，天線的輻射主向沿螺旋軸線方向，稱為軸向輻射模式；3）當(dāng)L>1.3λ時，天線輻射主向與螺線軸線成斜射角度，稱為圓錐輻射模式。二、螺旋天線輻射特性法向輻射模式軸向輻射模式圓錐輻射模式螺旋9三、軸向模螺旋天線當(dāng)L=(0.8~1.3)λ時，天線上的電流近似呈行波分布，此時天線的輻射場呈圓極化,其最大輻射方向沿軸線方向。軸向最大輻射條件：螺旋天線可等效為N個相似元（平面圓環(huán)）組成的天線陣。由端射天線陣輻射條件，要使得最大輻射方向沿軸向，要求相鄰陣元沿軸向的輻射場總相位差為0，即：波的空間傳播相位常數(shù)行波電流相移常數(shù)三、軸向模螺旋天線當(dāng)L=(0.8~1.3)λ時10故：滿足端射條件的陣函數(shù)為：螺旋天線的經(jīng)驗(yàn)公式：方向系數(shù)：半功率波瓣寬度：輸入阻抗：故：滿足端射條件的陣函數(shù)為：螺旋天線的經(jīng)驗(yàn)公式：方向系數(shù)：半116.8移動通信天線移動通信基站天線要求：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性采用垂直極化增益應(yīng)盡可能高天線與饋線應(yīng)良好地匹配目前,陸地移動通信使用的頻段為150MHz(VHF)和450MHz、900MHz（UHF）、1800MHz。6.8移動通信天線移動通信基站天線要求：目前,陸12并饋共軸陣列并饋共軸陣列13手持機(jī)用天線要求：小巧和方便水平面方向圖全向，垂直面方向圖應(yīng)為主向沿地表垂直極化手持機(jī)用天線要求：146.10微帶貼片天線一、結(jié)構(gòu)由介質(zhì)基片、接地板、輻射元組成輻射元可為矩形、圓和橢圓等形狀優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、重量輕、價格低，便于獲得圓極化，易于實(shí)現(xiàn)雙頻段和雙極化缺點(diǎn)：一般工作頻帶窄二、工作原理以矩形微帶天線為例分析其輻射原理。6.10微帶貼片天線一、結(jié)構(gòu)由介質(zhì)基片、接地板、輻射元15介質(zhì)基片接地板由微帶傳輸線理論：1、由于h<<λ，場沿h方向均勻分布；2、近似認(rèn)為場沿寬度w方向也沒有變化；3、場分布僅在長度方向有變化。當(dāng)l≈λ/2時：在輻射元兩端電場近似可視作幅度相等，水平分量相位相同、垂直分量相位相反。故：微帶天線的輻射可以等效為由兩個等幅同相縫隙天線所組成的二元陣列。介質(zhì)基片接地板由微帶傳輸線理論：當(dāng)l≈λ/2時：在輻16微帶陣列天線四、微帶天線饋電方式側(cè)饋底饋微帶天線最大輻射方向：微帶天線平面法線方向。微帶陣列天線四、微帶天線饋電方式側(cè)饋176.11口徑面天線柵格拋物面天線單脈沖天線6.11口徑面天線柵格拋物面天線單脈沖天線18一、基本口徑面輻射源——惠更斯元的輻射1、惠更斯元定義口徑面內(nèi)尺寸遠(yuǎn)小于波長的一個平面可視作惠更斯元，其上的幅度和相位可視作均勻分布。它是二次輻射源。2、惠更斯元的輻射特性設(shè)平面口徑上一個惠更斯元dS=dxdy,其上切向電場為Esx,切向磁場為Hsy。由等效原理，場分布可等效為相應(yīng)的面電流和面磁流，故惠更斯元可視作電流元和磁流元疊加而成：一、基本口徑面輻射源——惠更斯元的輻射1、惠更斯元定義19由電磁場相關(guān)理論，可得等效電流元和磁流元產(chǎn)生的輻射場，進(jìn)而求得惠更斯元的遠(yuǎn)區(qū)輻射合成場為:兩個方向上的輻射方向函數(shù)為:總的輻射方向函數(shù)為:歸一化方向函數(shù)為:由電磁場相關(guān)理論，可得等效電流元和磁流元產(chǎn)生的輻射場20惠更斯元遠(yuǎn)區(qū)輻射特性：1、輻射場為TEM波（球面波）；2、為單向輻射，輻射方向圖繞法線軸旋轉(zhuǎn)對稱；3、最大輻射方向?yàn)槠湔ň€方向；二、平面矩形口徑的輻射(喇叭天線)設(shè)平面口徑面S位于xoy平面上，口徑面上電場分布為Es，則其在M處產(chǎn)生的輻射場表達(dá)式為：式中:惠更斯元遠(yuǎn)區(qū)輻射特性：二、平面矩形口徑的輻射(喇叭天21在球坐標(biāo)系下：考慮到遠(yuǎn)區(qū)條件下，距離r遠(yuǎn)大于口徑尺寸：將以上近似條件代入遠(yuǎn)區(qū)輻射場表達(dá)式，得：若口徑為尺寸為a×b的矩形口徑，其遠(yuǎn)區(qū)輻射場為在球坐標(biāo)系下：考慮到遠(yuǎn)區(qū)條件下，距離r遠(yuǎn)大于221.口徑場Es沿y軸線極化且均勻分布不考慮口徑場相位分布的影響，即假設(shè)口徑場相位相等。令口徑場為：，則對上式積分，即可獲得口徑場的遠(yuǎn)區(qū)輻射場。工程上常采用數(shù)值積分方法（如高斯積分法）求解。其E面歸一化方向函數(shù)為（）1.口徑場Es沿y軸線極化且均勻分布不考慮口徑場23其H面歸一化方向函數(shù)為（）討論：1）口徑面天線可視作由無線多惠更斯面元組成的二維面陣；陣因子惠更斯元方向函數(shù)2）最大輻射方向沿口徑面法向（）；3）半功率主瓣寬度：4）E面和H面最鄰近主瓣的第一個峰值均為0.214,所以第一旁瓣電平為其H面歸一化方向函數(shù)為（）討論：1）口徑面245）方向系數(shù)根據(jù)方向系數(shù)的定義，有2、口徑場沿y軸線極化且振幅沿x軸余弦分布不考慮口徑場相位分布的影響，即假設(shè)口徑場相位相等。令口徑場為：，將其代入口徑場遠(yuǎn)區(qū)輻射場表達(dá)式，積分可得求得方向函數(shù)：5）方向系數(shù)2、口徑場沿y軸線極化且振幅沿x軸余弦分布25討論：2）主瓣寬度和旁瓣電平：,E平面第一旁瓣電平為H平面第一旁瓣電平為1）相對于均勻分布口徑場，余弦分布口徑場H面方向圖改變，則其方向函數(shù)也改變——口徑場分布決定遠(yuǎn)區(qū)輻射場；討論：2）主瓣寬度和旁瓣電平：E平面第一旁瓣電平為H263)方向系數(shù)：式中,υ為口徑利用系數(shù)?？趶綀鲇嘞曳植紩r，υ=0.81；口徑場均勻分布時，υ=1。

4）對比口徑場均勻分布情形，口徑場余弦分布時主瓣展寬，方向系數(shù)下降（增益降低），同時副瓣電平也下降。3)方向系數(shù)：式中,υ為口徑利用系數(shù)?？趶綀鲇嘞曳植?73.口徑場不同相時對輻射的影響1)直線律相移平面電磁波傾斜投射于平面口徑時,在口徑上形成直線律相移。若口徑面上最大偏移為,振幅為均勻分布,則口徑場表達(dá)式為代入矩形口徑遠(yuǎn)區(qū)輻射場表達(dá)式，可求得H面方向函數(shù)為從上式可得：直線律相移時，最大輻射方向?yàn)?，相?dāng)于將口徑面偏轉(zhuǎn)角，等效口徑尺寸下降，口徑利用系數(shù)減小3.口徑場不同相時對輻射的影響平面電磁波傾斜投射于平282)平方律相移球面波或柱面波垂直投射于平面口徑時,在口徑平面上形成平方律相移。設(shè)在矩形口徑上沿x軸有平方律相位偏移,且相位最大偏移為βm,振幅為均勻分布,則口徑場表達(dá)式為通過分析可得：平方律相移不會改變最大輻射方向，但將展寬主瓣，同時抬高副瓣，口徑利用系數(shù)減小。2)平方律相移球面波或柱面波垂直投射于平面口徑時29三、旋轉(zhuǎn)拋物面天線柵格拋物面天線單脈沖天線切割拋物面天線后饋式拋物面天線三、旋轉(zhuǎn)拋物面天線柵格拋物面天線單脈沖天線切割拋物面天線后饋301、結(jié)構(gòu)組成：旋轉(zhuǎn)拋物面＋饋源(位于焦點(diǎn))2、拋物面天線的工作原理準(zhǔn)線拋物線：到定點(diǎn)和定線距離相等的點(diǎn)構(gòu)成的曲線。位于焦點(diǎn)的饋源輻射的電磁波，經(jīng)旋轉(zhuǎn)拋物面天線反射后到達(dá)拋物面口徑面，所經(jīng)過的波程相等。拋物面天線將發(fā)散的球面波反射形成單向輻射的平面波，形成電磁能量會聚——強(qiáng)方向性。1、結(jié)構(gòu)組成：旋轉(zhuǎn)拋物面＋饋源(位于焦點(diǎn))2、拋物面天線313、拋物面天線的輻射特性可以求得：旋轉(zhuǎn)拋物面E面和H面方向函數(shù)均為式中：為饋源方向函數(shù)；說明：旋轉(zhuǎn)拋物面天線主瓣寬度一般可用下式估算：3、拋物面天線的輻射特性可以求得：旋轉(zhuǎn)拋物面E面和H面324、拋物面天線的最佳照射影響拋物面性能的因素：口徑利用系數(shù)饋源輻射截獲效率（1）口徑利用系數(shù)旋轉(zhuǎn)拋物面天線方向系數(shù)：在反射面確定時，饋源方向圖越寬，其在口徑面上形成口徑場分布越均勻，口徑利用因子越大。4、拋物面天線的最佳照射影響拋物面性能的因素：（1）口徑利用33（2）口徑截獲系數(shù)饋源輻射的功率,部分被反射面截獲,其余的功率都溢失在自由空間。設(shè)饋源輻射的功率為PΣ,投射到反射面上的功率為P′Σ,則截獲系數(shù)為在反射面確定時，饋源方向圖越寬，泄漏的功率越大，口徑截獲系數(shù)越小。（3）方向系數(shù)D:方向系數(shù)因素（2）口徑截獲系數(shù)在反射面確定時，饋源方向圖越寬34由于口徑利用因數(shù)和口徑截獲因數(shù)是兩個相互矛盾的因素，因此,對于一定的饋源方向函數(shù),必對應(yīng)著一個最佳張角,使得最大,即方向系數(shù)最大。反射面張角等于最佳張角時，饋源對拋物面的照射稱為最佳照射。一般最佳照射時g＝0.83,且拋物面口徑邊緣處的場強(qiáng)比中心處低11dB。4、拋物面天線對饋源的基本要求①饋源方向圖與拋物面張角配合,使天線方向系數(shù)最大，同時使能量漏失盡可能?。虎诰哂写_定的相位中心，以保證拋物面口徑場相位相同；③尺寸應(yīng)盡可能地小,以減少對口徑的遮擋；④應(yīng)具有一定的帶寬。由于口徑利用因數(shù)和口徑截獲因數(shù)是兩個相互矛盾35四、雙反射面天線

1、結(jié)構(gòu)組成：主反射器(旋轉(zhuǎn)拋物面)、副反射器(雙曲面)和輻射器(饋源)三部分組成。2、工作原理主反射器副反射器輻射器主反射面焦點(diǎn)與福反射面一個焦點(diǎn)重合，饋源置于福反射面另一焦點(diǎn)位置。雙曲面特性：1、雙曲面上任意點(diǎn)P與焦點(diǎn)F1連線PF1與過改點(diǎn)與另一焦點(diǎn)F2連線的反向延長線PF2的夾角，被過該點(diǎn)的法線平分。2、雙曲線上任一點(diǎn)P到兩焦點(diǎn)的距離差等于常數(shù)。四、雙反射面天線1、結(jié)構(gòu)組成：主反射器(旋轉(zhuǎn)拋物面36雙反射面天線特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：等效焦距長；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，副反射面遮擋較大。特性1：從饋源發(fā)射的電磁波經(jīng)副反射面反射后，所有射線反向延長線匯聚于P2，即可等效為饋源位于F2點(diǎn)的拋物面天線；特性2：從饋源輻射的電磁波經(jīng)副反射面、主反射面反射，到達(dá)口徑面時經(jīng)過的波程相等——平面波。雙反射面天線特點(diǎn)：特性1：從饋源發(fā)射的電磁波經(jīng)副反射面反37第六章工程中常用的典型天線第六章工程中常用的典型天線38第六章

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工程中常用的典型天線396.5引向天線(八木天線)由一個有源振子，一個反射器和若干個引向器組成。一、結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，架設(shè)方便且牢固，具有單一輻射特性缺點(diǎn)：波段范圍較窄

6.5引向天線(八木天線)由一個有源振子，一個反射40二、引向天線工作原理八木天線本質(zhì)是一個天線陣，通過對有源振子饋電，其余振子（反射器和引向器）靠與饋電振子之間的近場耦合產(chǎn)生感應(yīng)電流形成激勵，感應(yīng)電流的大小取決于振子的長度及間距。通過調(diào)整各振子的長度及間距，可改變各振子之間的電流分配比，從而達(dá)到控制天線方向性的目的。三、無源振子的作用以二元振子為例進(jìn)行分析。m為兩振子電流的振幅比；ζ為兩振子電流的相位差，二者均取決于振子的長度及其間距。二、引向天線工作原理八木天線本質(zhì)是一個天線陣，通過對41一般情況下，有源振子的長度為半波振子（考慮波長縮短效應(yīng)，有源振子的長度為）。不同無源振子，不同陣元間距時的方向圖：有源振子無源振子一般情況下，有源振子的長度為半波振子（考慮波長縮短效應(yīng)，42由圖可知，當(dāng)無源振子與有源振子的間距d＜0.25λ時：工程上引向天線結(jié)構(gòu)選擇：2、若無源振子的長度l2長于有源振子的長度l1，則二元引向天線的最大輻射方向偏向有源振子所在的方向，此時無源振子具有反射有源振子輻射場的作用——反射器。1、若無源振子的長度l2短于有源振子的長度l1，則二元引向天線的最大輻射方向偏向無源振子所在方向，此時無源振子起引導(dǎo)有源振子輻射場的作用——引向器；

無源振子與有源振子的間距取d=(0.15~0.23)λ；引向器長度取2l2=(0.42~0.46)λ；引向器長度取2l2=(0.50~0.55)λ；引向器數(shù)目一般不超過12。由圖可知，當(dāng)無源振子與有源振子的間距d＜0.25λ時43主瓣寬度：方向系數(shù)與增益：三、引向天線特性參量La是引向天線的總長度；Kl是比例常數(shù)。主瓣寬度：方向系數(shù)與增益：三、引向天線特性參量44某六元引向天線及其方向圖(a)引向天線示意圖；(b)E面方向圖；(c)H面方向圖；(d)三維方向圖某六元引向天線及其方向圖456.5螺旋天線一、結(jié)構(gòu)通常有金屬接地板（或接地網(wǎng)柵），由同軸線饋電，同軸線的內(nèi)導(dǎo)體與螺旋線相接，外導(dǎo)體與接地板相連。螺旋天線的參數(shù)：螺旋直徑d=2R；每圈的長度L螺距S；螺距角α；圈數(shù)N。6.5螺旋天線一、結(jié)構(gòu)通常有金屬接地板（或接地網(wǎng)柵），46二、螺旋天線輻射特性法向輻射模式軸向輻射模式圓錐輻射模式螺旋天線輻射特性隨螺旋尺寸不同而不同：1）當(dāng)L較?。↙<0.5λ）時，其輻射主向與螺旋軸線垂直，稱為法向輻射模式；2）當(dāng)L=(0.8~1.3)λ時，天線的輻射主向沿螺旋軸線方向，稱為軸向輻射模式；3）當(dāng)L>1.3λ時，天線輻射主向與螺線軸線成斜射角度，稱為圓錐輻射模式。二、螺旋天線輻射特性法向輻射模式軸向輻射模式圓錐輻射模式螺旋47三、軸向模螺旋天線當(dāng)L=(0.8~1.3)λ時，天線上的電流近似呈行波分布，此時天線的輻射場呈圓極化,其最大輻射方向沿軸線方向。軸向最大輻射條件：螺旋天線可等效為N個相似元（平面圓環(huán)）組成的天線陣。由端射天線陣輻射條件，要使得最大輻射方向沿軸向，要求相鄰陣元沿軸向的輻射場總相位差為0，即：波的空間傳播相位常數(shù)行波電流相移常數(shù)三、軸向模螺旋天線當(dāng)L=(0.8~1.3)λ時48故：滿足端射條件的陣函數(shù)為：螺旋天線的經(jīng)驗(yàn)公式：方向系數(shù)：半功率波瓣寬度：輸入阻抗：故：滿足端射條件的陣函數(shù)為：螺旋天線的經(jīng)驗(yàn)公式：方向系數(shù)：半496.8移動通信天線移動通信基站天線要求：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性采用垂直極化增益應(yīng)盡可能高天線與饋線應(yīng)良好地匹配目前,陸地移動通信使用的頻段為150MHz(VHF)和450MHz、900MHz（UHF）、1800MHz。6.8移動通信天線移動通信基站天線要求：目前,陸50并饋共軸陣列并饋共軸陣列51手持機(jī)用天線要求：小巧和方便水平面方向圖全向，垂直面方向圖應(yīng)為主向沿地表垂直極化手持機(jī)用天線要求：526.10微帶貼片天線一、結(jié)構(gòu)由介質(zhì)基片、接地板、輻射元組成輻射元可為矩形、圓和橢圓等形狀優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、重量輕、價格低，便于獲得圓極化，易于實(shí)現(xiàn)雙頻段和雙極化缺點(diǎn)：一般工作頻帶窄二、工作原理以矩形微帶天線為例分析其輻射原理。6.10微帶貼片天線一、結(jié)構(gòu)由介質(zhì)基片、接地板、輻射元53介質(zhì)基片接地板由微帶傳輸線理論：1、由于h<<λ，場沿h方向均勻分布；2、近似認(rèn)為場沿寬度w方向也沒有變化；3、場分布僅在長度方向有變化。當(dāng)l≈λ/2時：在輻射元兩端電場近似可視作幅度相等，水平分量相位相同、垂直分量相位相反。故：微帶天線的輻射可以等效為由兩個等幅同相縫隙天線所組成的二元陣列。介質(zhì)基片接地板由微帶傳輸線理論：當(dāng)l≈λ/2時：在輻54微帶陣列天線四、微帶天線饋電方式側(cè)饋底饋微帶天線最大輻射方向：微帶天線平面法線方向。微帶陣列天線四、微帶天線饋電方式側(cè)饋556.11口徑面天線柵格拋物面天線單脈沖天線6.11口徑面天線柵格拋物面天線單脈沖天線56一、基本口徑面輻射源——惠更斯元的輻射1、惠更斯元定義口徑面內(nèi)尺寸遠(yuǎn)小于波長的一個平面可視作惠更斯元，其上的幅度和相位可視作均勻分布。它是二次輻射源。2、惠更斯元的輻射特性設(shè)平面口徑上一個惠更斯元dS=dxdy,其上切向電場為Esx,切向磁場為Hsy。由等效原理，場分布可等效為相應(yīng)的面電流和面磁流，故惠更斯元可視作電流元和磁流元疊加而成：一、基本口徑面輻射源——惠更斯元的輻射1、惠更斯元定義57由電磁場相關(guān)理論，可得等效電流元和磁流元產(chǎn)生的輻射場，進(jìn)而求得惠更斯元的遠(yuǎn)區(qū)輻射合成場為:兩個方向上的輻射方向函數(shù)為:總的輻射方向函數(shù)為:歸一化方向函數(shù)為:由電磁場相關(guān)理論，可得等效電流元和磁流元產(chǎn)生的輻射場58惠更斯元遠(yuǎn)區(qū)輻射特性：1、輻射場為TEM波（球面波）；2、為單向輻射，輻射方向圖繞法線軸旋轉(zhuǎn)對稱；3、最大輻射方向?yàn)槠湔ň€方向；二、平面矩形口徑的輻射(喇叭天線)設(shè)平面口徑面S位于xoy平面上，口徑面上電場分布為Es，則其在M處產(chǎn)生的輻射場表達(dá)式為：式中:惠更斯元遠(yuǎn)區(qū)輻射特性：二、平面矩形口徑的輻射(喇叭天59在球坐標(biāo)系下：考慮到遠(yuǎn)區(qū)條件下，距離r遠(yuǎn)大于口徑尺寸：將以上近似條件代入遠(yuǎn)區(qū)輻射場表達(dá)式，得：若口徑為尺寸為a×b的矩形口徑，其遠(yuǎn)區(qū)輻射場為在球坐標(biāo)系下：考慮到遠(yuǎn)區(qū)條件下，距離r遠(yuǎn)大于601.口徑場Es沿y軸線極化且均勻分布不考慮口徑場相位分布的影響，即假設(shè)口徑場相位相等。令口徑場為：，則對上式積分，即可獲得口徑場的遠(yuǎn)區(qū)輻射場。工程上常采用數(shù)值積分方法（如高斯積分法）求解。其E面歸一化方向函數(shù)為（）1.口徑場Es沿y軸線極化且均勻分布不考慮口徑場61其H面歸一化方向函數(shù)為（）討論：1）口徑面天線可視作由無線多惠更斯面元組成的二維面陣；陣因子惠更斯元方向函數(shù)2）最大輻射方向沿口徑面法向（）；3）半功率主瓣寬度：4）E面和H面最鄰近主瓣的第一個峰值均為0.214,所以第一旁瓣電平為其H面歸一化方向函數(shù)為（）討論：1）口徑面625）方向系數(shù)根據(jù)方向系數(shù)的定義，有2、口徑場沿y軸線極化且振幅沿x軸余弦分布不考慮口徑場相位分布的影響，即假設(shè)口徑場相位相等。令口徑場為：，將其代入口徑場遠(yuǎn)區(qū)輻射場表達(dá)式，積分可得求得方向函數(shù)：5）方向系數(shù)2、口徑場沿y軸線極化且振幅沿x軸余弦分布63討論：2）主瓣寬度和旁瓣電平：,E平面第一旁瓣電平為H平面第一旁瓣電平為1）相對于均勻分布口徑場，余弦分布口徑場H面方向圖改變，則其方向函數(shù)也改變——口徑場分布決定遠(yuǎn)區(qū)輻射場；討論：2）主瓣寬度和旁瓣電平：E平面第一旁瓣電平為H643)方向系數(shù)：式中,υ為口徑利用系數(shù)?？趶綀鲇嘞曳植紩r，υ=0.81；口徑場均勻分布時，υ=1。

4）對比口徑場均勻分布情形，口徑場余弦分布時主瓣展寬，方向系數(shù)下降（增益降低），同時副瓣電平也下降。3)方向系數(shù)：式中,υ為口徑利用系數(shù)?？趶綀鲇嘞曳植?53.口徑場不同相時對輻射的影響1)直線律相移平面電磁波傾斜投射于平面口徑時,在口徑上形成直線律相移。若口徑面上最大偏移為,振幅為均勻分布,則口徑場表達(dá)式為代入矩形口徑遠(yuǎn)區(qū)輻射場表達(dá)式，可求得H面方向函數(shù)為從上式可得：直線律相移時，最大輻射方向?yàn)?，相?dāng)于將口徑面偏轉(zhuǎn)角，等效口徑尺寸下降，口徑利用系數(shù)減小3.口徑場不同相時對輻射的影響平面電磁波傾斜投射于平662)平方律相移球面波或柱面波垂直投射于平面口徑時,在口徑平面上形成平方律相移。設(shè)在矩形口徑上沿x軸有平方律相位偏移,且相位最大偏移為βm,振幅為均勻分布,則口徑場表達(dá)式為通過分析可得：平方律相移不會改變最大輻射方向，但將展寬主瓣，同時抬高副瓣，口徑利用系數(shù)減小。2)平方律相移球面波或柱面波垂直投射于平面口徑時67三、旋轉(zhuǎn)拋物面天線柵格拋物面天線單脈沖天線切割拋物面天線后饋式拋物面天線三、旋轉(zhuǎn)拋物面天線柵格拋物面天線單脈沖天線切割拋物面天線后饋681、結(jié)構(gòu)組成：旋轉(zhuǎn)拋物面＋饋源(位于焦點(diǎn))2、拋物面天線的工作原理準(zhǔn)線拋物線：到定點(diǎn)和定線距離相等的點(diǎn)構(gòu)成的曲線。位于焦點(diǎn)的饋源輻射的電磁波，經(jīng)旋轉(zhuǎn)拋物面天線反射后到達(dá)拋物面口徑面，所經(jīng)過的波程相等。拋物面天線將發(fā)散的球面波反射形成單向輻射的平面波，形成電磁能量會聚——強(qiáng)方向性。1、結(jié)構(gòu)組成：旋轉(zhuǎn)拋物面＋饋源(位于焦點(diǎn))2、拋物面天線693、拋物面天線的輻射特性可以求得：旋轉(zhuǎn)拋物面E面和H面方向函數(shù)均為式中：為饋源方向函