微波與天線二元天線陣

微波與天線-二元天線陣天線陣的輻射1.什么是天線陣？

由若干個(gè)輻射單元以各種形式（如直線、圓環(huán)、三角和平面等）在空間排列組成的天線系統(tǒng)稱為天線陣。2.控制天線陣輻射的因素有哪些？陣元數(shù)目；陣元排列方式；陣元間距；每個(gè)陣元的饋電電流的大小和相位。

3.二元陣的輻射場(a)縱向二元陣(b)橫向二元陣

二元陣是由相隔一定距離的兩個(gè)輻射元組成。兩單元的輻射電場分別為：（1）縱向等幅二元陣：

單元輻射電場的幅值

單元的方向性函數(shù)

該二元陣的輻射電場：

其中：稱為陣因子，用表示：(a)縱向二元陣遠(yuǎn)區(qū)情況：同理，兩單元的輻射電場分別為：（2）橫向等幅二元陣：

遠(yuǎn)區(qū)情況：該二元陣的輻射電場：

其中：(b)橫向二元陣

NM所以：比較這兩種二元陣，其輻射場的表達(dá)式形式相同，不同的是兩陣元的相位差表示式不一樣。

元因子表示組成天線陣的單個(gè)輻射元的方向圖函數(shù),其值僅取決于天線元本身的類型和尺寸。它體現(xiàn)了天線元的方向性對(duì)天線陣方向性的影響。陣因子表示各向同性元所組成的天線陣的方向性,其值取決于天線陣的排列方式及其天線元上激勵(lì)電流的相對(duì)振幅和相位,與天線元本身的類型和尺寸無關(guān)。在各天線元為相似元的條件下,天線陣的方向圖函數(shù)是單元因子與陣因子之積。這個(gè)特性稱為方向圖乘積定理。如果天線陣由兩個(gè)沿x軸排列且平行于z軸放置的半波振子所組成,二元陣的電場強(qiáng)度模值:

令φ=0,即得二元陣的E面方向圖函數(shù):令θ=π/2，得到二元陣的H面方向圖函數(shù):

例畫出兩個(gè)沿x方向排列間距為λ/2且平行于z軸放置的振子天線在等幅同相激勵(lì)時(shí)的H面方向圖。解:由題意知,d=λ/2,ζ=0,H面方向圖得到二元陣的H面方向圖函數(shù)為等幅同相二元陣(邊射陣)最大哭輻射讓方向崇在垂胃直于蝦天線壺陣軸忍（即φ=±π/2）方向情。欺這種虛最大熊輻射析方向墾在垂扎直于順陣軸甜方向鐮的天兔線陣撐稱為異邊射軌式直鞭線陣仿。這縫是由豪于在繪垂直免于天云線陣瞞軸（助即φ=謊±π雄/2）方向,兩個(gè)乘振子設(shè)的電市場正鵲好同文相相峽加,而在φ=液0和φ=翁π方向劉上,由天會(huì)線元和的間規(guī)距所沾引入彈的波歌程差捏為λ/慕2,相應(yīng)摩的相裳位差愈為18葛0°科,致使例兩個(gè)年振子臟的電弱場相忙互抵詳消,因而鋒在φ=倉0和φ=宮π方向?qū)偕陷椄噬鋱鼋麨榱汩l。例聲畫出藝兩個(gè)漂沿x方向枯排列渠間距祥為λ/讀2且平灘行于z軸放際置的墳振子天某線在頸等幅槐反相保激勵(lì)抗時(shí)的H面方批向圖驚。解:由題池意知,然d=誦λ/禽2,格ζ某=π孩,二元縮慧陣的H面方且向圖勢函數(shù)腐為方向吵圖呈個(gè)“8”字形,但最舉大輻笛射方面向在曬天線朽陣軸吩線方紫向（禾這種外最大趨輻射呀方向隙在陣略軸線冬方向幟的天燈線陣站稱為編端射虎式直苦線陣瘦）。等幅刃反相盡二元葡陣(端射芬陣)在垂串直于尤天線噸陣軸胖（即φ=廟±π劃/2）方向,兩個(gè)岡振子魯?shù)碾姼懔鞣从?且不席存在占波程減差,故它狡們的訓(xùn)電場衫反相挑抵消,而在φ=走0和φ=弊π方向避上,由天哥線元銷的間制距所級(jí)引入勿的波懇程差怖所產(chǎn)棍生的真相位刮差正蒙好被楊電流勤相位系差所虹補(bǔ)償,因而擇在φ=隔0和φ=臘π方向櫻上兩海個(gè)振瓣子的梨電場牢就同熔相相僵加了撤。例址畫進(jìn)出兩劃個(gè)平哨行于z軸放狂置且截沿x方向財(cái)排列也的半致波振錦子,在d=影λ/廈4、ζ=斃-π挨/2時(shí)的H面和E面方販向圖匯。解:將d=昆λ/撫4、ζ=虜-π雙/2代入烘公式按，得憑到H面方哥向圖返函數(shù)符為純?cè)讦諡?0時(shí)輻袖射最萍大,而在φ校=π時(shí)輻知射為癢零,方向酬圖的深最大譽(yù)輻射估方向擋沿著噴陣的獲軸線遲（這銳也是解端射避陣）縫。輪請(qǐng)同向?qū)W們役自己薪分析尤其原碼因。天線憑陣的H面方屠向圖將d=療λ/甲4、ζ=唉π/沾2代入誦公式觸，得殊到E面方翻向圖趕函數(shù)伏為E面的段陣方憂向圖艘函數(shù)蟻必須卡考慮姥單個(gè)嗓振子朝的方慚向性齊。圖膊天線必陣的E面方撤向圖由上臨圖可哀見,單個(gè)劑振子彎的零殃值方冶向在θ=效0°和θ=忍18守0°處,陣因灰子的格零值歸在θ=鋼27機(jī)0°處,所以,陣方晨向圖憂共有圖三個(gè)如零值哲方向,即θ=眾0°、θ=杠18棄0°、θ=山27哀0°狹,陣方驢向圖冰包含帝了一渾個(gè)主斥瓣和帶兩個(gè)鵲旁瓣螞。例盞由三狡個(gè)間撲距為λ/頸2的各左向同忙性元盟組成淹的三挑元陣,各元裹激勵(lì)專的相來位相壯同,振幅1∶溫2∶速1,討論殺這個(gè)司三元肉陣的勿方向撞圖。三元跳二項(xiàng)便式陣上述趟三元界陣是咽天線鏈陣的托一種濃特殊差情況,即這皮種天昆線陣字沒有競旁瓣,稱為葵二項(xiàng)拳式陣薪。貫在N元二軟項(xiàng)式罩陣中,天線育元上如電流廳振幅悼是按損二項(xiàng)繼式展示開的帝系數(shù)Nn分布河的,其中n=鹿0,墻1裂,睜…,科N1。喬解:這個(gè)伙三元婚陣可慎等效妙為由卡兩個(gè)鵝間距斃為λ/春2的二