天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)-資料下載頁(yè)
2025-08-05 04:54本頁(yè)面
【正文】 第一項(xiàng) f1(θ,φ)稱(chēng)為元因子（ Primary Pattern），它與單元天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)及架設(shè)方位有關(guān)；第二項(xiàng) fa(θ,φ)稱(chēng)為陣因子（ Array Pattern），取決于兩天線(xiàn)的電流比以及相對(duì)位置，與單元天線(xiàn)無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，由相似元組成的二元陣，其方向函數(shù)（或方向圖）等于單元天線(xiàn)的方向函數(shù)（或方向圖）與陣因子（或方向圖）的乘積，這就是方向圖乘積定理。它在分析天線(xiàn)陣的方向性時(shí)有很大作用。以后我們將會(huì)進(jìn)一步了解到方向圖乘積定理仍然適用于由相似元組成的多元陣。 第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 均勻直線(xiàn)陣 1. 均勻直線(xiàn)陣陣因子 為了更進(jìn)一步加強(qiáng)陣列天線(xiàn)的方向性，陣元數(shù)目需要加多，最簡(jiǎn)單的多元陣就是均勻直線(xiàn)陣 (Uniform Linear Arrays)。所謂均勻直線(xiàn)陣 ,就是所有單元天線(xiàn)結(jié)構(gòu)相同，并且等間距、等幅激勵(lì)而相位沿陣軸線(xiàn)呈依次等量遞增或遞減的直線(xiàn)陣。如圖 18所示 ,N個(gè)天線(xiàn)元沿 y軸排列成一行，且相鄰陣元之間的距離相等都為 d，電流激勵(lì)為 In=In1ejξ(n=2,3, :,N)，根據(jù)方向圖乘積定理，均勻直線(xiàn)陣的方向函數(shù)等于單元天線(xiàn)的方向函數(shù)與直線(xiàn)陣陣因子的乘積。 第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 圖 18 均勻直線(xiàn)陣坐標(biāo)圖 …d y?ININ － 1rNrN － 1r1r2r3zI1I2I3O??x第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn) （ 單元天線(xiàn) 1） 為相位參考點(diǎn) ， 當(dāng)電波射線(xiàn)與陣軸線(xiàn)成 δ角度時(shí) ， 相鄰陣元在此方向上的相位差為 Ψ(δ)=ξ+kdcosδ 與二元陣的討論相似 ， N元均勻直線(xiàn)陣的陣因子為 ( ) 2 ( ) 3 ( ) ( 1 ) ( )1( 1 ) ( )0( ) 1j j j j NaNjnnf e e e ee? ? ? ? ? ? ? ????????? ? ? ? ? ?? ?第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 此式是一等比數(shù)列求和，其值為 sin2()sin2aNf????sin1 2()sin2aNFN????第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 圖 19 N元均勻直線(xiàn)陣的歸一化陣因子 00 . 20 . 40 . 60 . 8120 105 4 32N ＝ 10176。3 6 0 176。2 0 176。3 4 0 176。4 0 176。3 2 0 176。6 0 176。3 0 0 176。8 0 176。2 8 0 176。1 0 0 176。2 6 0 176。1 2 0 176。2 4 0 176。1 4 0 176。2 2 0 176。1 6 0 176。2 0 0 176。1 8 0 176。1 8 0 176。202010534202010202010202010205?F(??)第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 周期為 2π。 在 Ψ∈ 0~2π的區(qū)間內(nèi) ， 函數(shù)值為 1發(fā)生在Ψ=0,2π處 ， 對(duì)應(yīng)著方向圖的主瓣或柵瓣 （ 該瓣的最大值與主瓣的最大值一樣大 ） ；由于陣因子的分母隨 Ψ的變化比分子要慢得多 ， 因此陣因子有 N2個(gè)函數(shù)值小于1的極大值 ， 發(fā)生在分子為 1的條件下 ， 即 ( 2 1 ) 1 , 2 , 2mm mNN?? ?? ? ?處，對(duì)應(yīng)著方向圖副瓣；有 N1個(gè)零點(diǎn)，發(fā)生在分 子為零而分母不為零時(shí)， 02 1 , 2 , , 1m mNN?? ? ? ?第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 處 ， 第一個(gè)零點(diǎn)為 Ψ01=2π/N。 由于 δ的可取值范圍為 0176。 ~180176。 ， 與此對(duì)應(yīng)的 Ψ變化范圍為 kd+ξΨkd+ξ Ψ的這個(gè)變化范圍稱(chēng)為可視區(qū) 。 只有可視區(qū)中 Ψ所對(duì)應(yīng)的 F(Ψ)才是均勻直線(xiàn)陣的陣因子 。 Ψ的可視區(qū)的大小與 d有關(guān) ， d越大 ， 可視區(qū)越大 。 可視區(qū)內(nèi)的方向圖形狀與 d和 ξ同時(shí)有關(guān) ， d與 ξ的適當(dāng)配合才能獲得良好的陣因子方向圖 。 第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 智能天線(xiàn) 智能天線(xiàn)是一種信號(hào)處理陣列天線(xiàn) 。 核心部分為波束形成器 。 在波束形成器中 ， 自適應(yīng)信號(hào)處理器是核心部分 ， 它的主要功能是依據(jù)某一種準(zhǔn)則實(shí)時(shí)地求出滿(mǎn)足該準(zhǔn)則的當(dāng)前權(quán)向量值 ， 我們把這種準(zhǔn)則稱(chēng)為波束形成算法 ， 它是實(shí)現(xiàn)波束形成的關(guān)鍵技術(shù) 。 第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 圖 20 波束形成器結(jié)構(gòu) ∑自 適 應(yīng) 處 理 器數(shù) 字 波 束 形 成圖 7 1 2 波 束 形 成 器 結(jié) 構(gòu) 1 2 N天線(xiàn)陣… …x1x2xNy第 1章 天線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí) 波束形成器的數(shù)學(xué)表述為 陣列最后輸出的信號(hào)為 根據(jù)不同的準(zhǔn)則選取加權(quán)向量 W， 達(dá)到控制天線(xiàn)陣方向圖動(dòng)態(tài)地在有用信號(hào)方向產(chǎn)生高增益窄波束 ，在干擾和無(wú)用信號(hào)方向產(chǎn)生較深零陷的目的 。 12[]TNW ? ? ??( ) ( )Ty t W X
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