第5章-天线阵

1、1第第5 5章章 天线阵天线阵第一节第一节 二元阵二元阵第二节第二节 方向性相乘原理方向性相乘原理第三节第三节 均匀直线阵均匀直线阵2引言引言一、问题的提出一、问题的提出（为什么需要天线阵列、天线阵优点）（为什么需要天线阵列、天线阵优点）（1）提高增益）提高增益（2）改变方向图）改变方向图（a）改变最大辐射方向（）改变最大辐射方向（b）改变副瓣大小）改变副瓣大小0.6351.643.300.250.50.7511.251.51.21.62.02.42.83.23.6振子电长度 l/l方 向 性 系 数 （ 倍 数 ）Dl/l=0.6q=03030606012012015015018090900

2、.501l/l=0.7q=03030606012012015015018090900.501l/l=0.8l/l=0.93二、天线阵的基本概念二、天线阵的基本概念相似阵：相似阵：如果天线阵中各阵元天线具有如果天线阵中各阵元天线具有相同的形式相同的形式，则称该天阵为，则称该天阵为相似阵相似阵。相同的形式相同的形式 ：组成阵列的阵元天线，组成阵列的阵元天线，结构结构相同、相同、形状形状相同、相同、尺寸尺寸相同、相同、排排列取向列取向（架设方位）相同，即：具有相同的（架设方位）相同，即：具有相同的方向性函数方向性函数，符合这种条件的阵元天，符合这种条件的阵元天线称为线称为相似元天线相似元天线，由相似

3、元天线组成的天线阵，称为，由相似元天线组成的天线阵，称为相似阵相似阵天线阵列：天线阵列：两个或两个以上的天线、以某种方式排列、以作为发射或接收天两个或两个以上的天线、以某种方式排列、以作为发射或接收天线之用，我们称之为线之用，我们称之为天线阵列天线阵列或简称或简称天线阵天线阵。 阵元天线：阵元天线：组成天线阵的具体天线则称为组成天线阵的具体天线则称为阵元天线（天线元）阵元天线（天线元）。组成天线阵。组成天线阵的阵元天线个数为的阵元天线个数为N，称为，称为N元天线阵，二元阵，八元阵元天线阵，二元阵，八元阵 线阵、面阵（环形矩形）、体阵（立方体）线阵、面阵（环形矩形）、体阵（立方体）天线阵的参数：

4、天线阵的参数：阵元天线个数、阵元天线的空间分布、各阵元阵元天线个数、阵元天线的空间分布、各阵元 的天线激励振幅与激励相位的天线激励振幅与激励相位4（1）方向性增强原理）方向性增强原理（最大辐射方向）（最大辐射方向）M（a）一个振子）一个振子1：输入功率为输入功率为P，输入电阻为，输入电阻为R，则其输入电流，则其输入电流I为：为：2PIR=在与振子轴线垂直，相距为在与振子轴线垂直，相距为r处处M点点(最大辐射方向）的场强为最大辐射方向）的场强为12()PEAIAAR=是与电流无关的比例常数（b）两个振子）两个振子1、2：输入功率输入功率总总工率工率P，每个振子的输入功率为，每个振子的输入功率为P

5、/2(相似阵相似阵)221222212212;2 222PPPEAAEARRRPPEEEAAERR=结论：结论：输入总功率相同的情况下，远区输入总功率相同的情况下，远区M点得到的场强，二元阵是单个振点得到的场强，二元阵是单个振子时的子时的 倍，若倍，若N个阵子，则变为一个振子的个阵子，则变为一个振子的 倍倍2N第一节第一节 二元阵二元阵5二元阵二元阵说明：场强增强只是对最大辐射方向M点而言，其它方 向要具体分析2cosMdl=两条射线的行程差为：引起的相位差为：则：在点的场强反相叠加，合成场为零结论：能量分配到各振子上以后，方向性增强的根本原因，是由于各个振子的场在空间相互干涉，结果是某些方向

6、上的辐射增强，另一些方向上的辐射减弱，从而使主瓣变窄，增益提高主瓣变窄，增益提高dq6二元阵的二元阵的方向性方向性两个相似元天线以间隔距离两个相似元天线以间隔距离 d 沿沿y 轴方轴方向排列组成二元天线阵，以天线向排列组成二元天线阵，以天线1为参考为参考天线，天线天线，天线2相对于天线相对于天线1的电流关系为：的电流关系为：21( ,)jImI em=为实数21:21210,ImI=天线 与天线 的振幅之比；：天线 与天线 的初相位差（若：天线2的相位超前）求：辐射场求：辐射场隐含条件：相似阵天线1与天线2的方向性函数相同( , )fq （1）建立坐标系）建立坐标系 （2）根据场叠加原理，写出

7、辐射场表达式）根据场叠加原理，写出辐射场表达式 （3）各个物理量在坐标系下的表达式）各个物理量在坐标系下的表达式 （4）带入物理量表达式，求解辐射场：）带入物理量表达式，求解辐射场：（3）带入（）带入（2） （5）分析结果）分析结果qxzyd12721jImI e=间隔距离 d 沿y 轴方向排列隐含条件：12( , )( , )ffq q =（1）建立坐标系以天线1的中心为坐标原点，建立球坐标系( , , );, , )Prx y z =场点：直角坐标系（矢径r与y轴（天线阵轴线，阵元天线的轴线）的夹角为：1r r=( , , )Pr=2rqxzyd12天线1的中心坐标（0，0，0）；天线2的

8、中心坐标（0，d，0）（2）根据场叠加原理，写出辐射场表达式近似近似1：平行四边形法则平行四边形法则平行光入射，矢量的方向相同平行光入射，矢量的方向相同12( , )( , )ffq q =121212111122221212121212111260, ,60, ,6060,6060,jkrmjkrmjkrjkrmmjkrjkrmmIErferIErferIIEEEfeferrIIEfeferr =8（3）各个物理量在坐标系下的表达式121211126060,jkrjkrmmIIEfeferr =21coscosrrdrd=分母r2零级近似21rrr=相位项r2一级近似21cosrrd21jI

9、mI e=（4）带入物理量表达式，求解辐射场12121111111cos16060,60,1,1jjkrjkrmmjk rrjkrjmjk djImIeEfeferrIfemeerEme =12cos k rrkd=（1-5-5）1,1 (1 56)jEEme = 1r r=( , , )Pr=2rqxzyd12天线1 作为参考天线9 （5）分析结果111160,1,1 (1 56)jkrjjmIEEmefemer = 12cos k rrkd=（1-5-5）2代表了天线 在，方向上对于天线1的相位差由两部分组成（1）是电流的初始激励相位差，是一个常数，不随方向变化。 （2）kr 是由路径差导

10、致的波程差，与空间方位有关（5.1）二元阵的方向性函数）二元阵的方向性函数（以天线（以天线1为参考天线为参考天线 ）11211|( , , )|( , )60660,1 0jkrjmmIE rfI rIrfemerq q=元阵160mIr12)1(,jfmfe q =元阵10二元阵的方向性函数二元阵的方向性函数（以天线（以天线1为参考天线）为参考天线）(Array Pattern),1(1 59)jafme = 阵因子天线阵的相似元相似元天线阵的方向性函数（或方向性图）天线阵的方向性函数（或方向性图）f( (q q, ) )阵元天线方向性函数（方向性图）阵元天线方向性函数（方向性图）f1( (

11、q q, ) )阵因子（方向性图）阵因子（方向性图）fa( (q q, ) ) 1,Primary patternf （ ）元因子元因子只与阵元天线的结构和架设方位有关阵因子取决于两天线的电流比以及相对位置（组阵方式），与元天线无关方向图相乘原理方向图相乘原理121,1,1.5.( , )8jafmefff q =元阵11222222222,1 (1.5.9),11cossin,1cossin1cos2cossin12cos,12cosjajaaafmefmemjmfmmmmmmmfmm =二元阵的阵因子：（1.5.9 ）12举例举例 最典型的应用最典型的应用m=1 )2coscos(2cos

12、cos212kdkdmmfa=13第二节第二节 方向图相乘原理方向图相乘原理（1）成立条件：）成立条件：相似阵相似阵各阵元天线不仅要形式和尺寸都相同，而且在空间中的放置方式（取向）也相同，即组成相似阵。这样，各阵元天线才具有相同的方向性函数，在计算场强迭加时可以将它作为公因子提出来。否则，相乘原理便不能成立 f (q,q,) = f1(q,q,) fa(q,q,) 式中，令构成天线阵的阵元为理想点源天线，即有f1(q,)=1，可得出f(q,)=fa(q,)，即理想点源天线阵：天线阵方向性函数等于阵因子，阵因子就是理想点源天线阵方向性函数阵因子就是理想点源天线阵方向性函数（2）理想点源天线阵的方

13、向性函数）理想点源天线阵的方向性函数因而，在研究相似阵时，可先将理想点源天线作为阵元天线先求得fa(q,)，再由方向图相乘原理得出实际天线阵的方向性函数。（3）复杂天线阵的分析）复杂天线阵的分析14 方向性相乘原理：天线阵的方向性函数为单个方向性相乘原理：天线阵的方向性函数为单个振子的方向性函数与阵因子的乘积。方向性图振子的方向性函数与阵因子的乘积。方向性图也可以相乘。也可以相乘。qqq,1afff=15证明：设局部空间证明：设局部空间V V内有内有N N个相同的辐射元所组成的个相同的辐射元所组成的天线阵，观察点天线阵，观察点M M远离天线阵，各辐射元到原点的距远离天线阵，各辐射元到原点的距离

14、为离为d dn n。njnmmnNNNnnnemIIrrrrdrrqqqql=1212121,电流关系：xyzMqnnrnr1o16第第n n个辐射元的辐射场：个辐射元的辐射场：nnjjkrjmnnnnjkrmnnfereeImjfreIjnnnPPEqqq,60,60,1=q,n为路程差（为路程差（r-rn）所引起的相位差）所引起的相位差设设n n个辐射元全部相同，则其方向性函数也相同：个辐射元全部相同，则其方向性函数也相同：=NnnjjnjkrmNnnnjjnjkrmNnnnnnneemferIjfeemerIj1,111,11,60,60PPEEqqqqP Pn n: :电场的极化方向。

15、例如偶极子天线，电场的极化方向。例如偶极子天线，P Pn n在球坐标在球坐标方向；方向；k(r-rn)17所以，方向性函数为：所以，方向性函数为：=Nnjjnnneemff1,1,qqq阵因子：阵因子：=Nnjjnanneemf1,qq则：则：qqq,),(),(1afff=证毕！证毕！18阵因子阵因子 的求解：的求解：q,af1)H1)H面：面： =Nnjkdjnannnnnnnoeemfkdkdrrk1cos90coscos,qq2)E2)E面：面： =Nnjkdjnannnnnnnoeemfkdkdrrk1sin0sinsin,qqqqq注：注：1 1）通常方向性函数指的是方向性函数的模

16、）通常方向性函数指的是方向性函数的模 2 2）选择第一个辐射元为参考点）选择第一个辐射元为参考点与坐标建立有关！19q,af阵因子阵因子 的物理含义：的物理含义：用同位置和电流关用同位置和电流关系的点源代替各辐射元后的天线阵的方向性函数。系的点源代替各辐射元后的天线阵的方向性函数。 方向性相乘原理的推广：函数方向性相乘原理的推广：函数 不仅表示不仅表示单个辐射元的方向性函数，而且可以推广为一个单个辐射元的方向性函数，而且可以推广为一个“等效辐射元等效辐射元”的方向性函数。而求阵因子变成的方向性函数。而求阵因子变成求求“等效辐射元等效辐射元”的阵因子的阵因子q,1f20例例1 1：相距：相距l

17、l/4/4的平行放置的两半波对称振子以相同的电流同相的平行放置的两半波对称振子以相同的电流同相馈电，求该振子阵的方向性。馈电，求该振子阵的方向性。解：由已知，得解：由已知，得4/, 0, 1l=dm1r r=2rqz0.25dl12x21 qqqqqqqqqqqqqqqqlsincos2cossin4cos2sin4cos2sin2cos1211sin2coscos2cossincoscoscos1sin2sin41=ajjkafffeefklklfo0=qo0=qo0=q1 1）E E面内：面内：222 2）H H面内：面内： =lcos4cos2cos4cos2112cos1cos11co

18、s41ajkafffefklfo0=o0=o0=23例例2 2：相距：相距l l/4/4的两耦合半波对称振子以相同的电流振的两耦合半波对称振子以相同的电流振幅，但相位相差幅，但相位相差90900 0馈电，求该振子阵的方向性。馈电，求该振子阵的方向性。解：由已知，得解：由已知，得2/, 1=m1 1）当振子）当振子2 2的电流超前阵子的电流超前阵子1 1时，即时，即 =2sin221cos22sin21cos21sin2/qqqqkdeefjkdja2/0= =2sin221cos2sinsin2cos1qqqqqqafffo0=qo0=qo0=q1 1 2 21r r=2rqz0.25dl12

19、x24 =2cos221cos2cos12cos21cos21klfffkdfaao0=o0=o0=1 2天线阵的最大辐射方向由振子天线阵的最大辐射方向由振子2 2指向振子指向振子1 1（振子（振子1 1中的电流落中的电流落后振子后振子2 2），振子，振子2 2称为振子称为振子1 1的的反射器反射器。振子。振子1 1称为振子称为振子2 2的的引引向器向器。252 2）同理，当振子）同理，当振子2 2的电流落后振子的电流落后振子1 1时，即时，即2/0= =2sin221cos2sinsin2cos1qqqqqqafffo0=qo0=qo0=q1 1 2 2 =2cos221cos21afff天

20、线阵的最大辐射方向由振子天线阵的最大辐射方向由振子1 1指向振子指向振子2 2（振子（振子1 1中的电流超中的电流超前振子前振子2 2），此时振子，此时振子2 2为振子为振子1 1的的引向器引向器，振子振子1为振子为振子2的的反反射器射器。26 无源振子或寄生振子无源振子或寄生振子：在天线阵中不馈电的振：在天线阵中不馈电的振子子 单向辐射的天线阵中，通常只有一个振子馈电。单向辐射的天线阵中，通常只有一个振子馈电。无源振子常用作为引向器或反射器，无源振子常用作为引向器或反射器，反射器只反射器只有一个，而引向器可以多于一个有一个，而引向器可以多于一个 可通过改变可通过改变m m或或0 0来使振子成

21、为引向器或反射来使振子成为引向器或反射器器 实际中通过改变无源振子的几何尺寸实际中通过改变无源振子的几何尺寸l l与有源与有源振子的距离振子的距离d d来改变来改变m m和和0 0271等幅同相cos cos ,2cos2cos= 2cos 22kddf l=1,0m=,2cos cos dfl =2,2 coscos 2dfl =cos2co(s2, )afkdq=几种二元阵阵因子的方向图几种二元阵阵因子的方向图 0.2 0.4 0.6 0.8 1302106024090270120300150330180028 2等幅反相等幅反相1,m=cos cos ,2 cos2 cos= 2 cos

22、 222kddf l=;,2 sincos dfl =;,2 sinc o s 22dfl= 0.2 0.4 0.6 0.8 13021060240902701203001503301800 0.2 0.4 0.6 0.8 13021060240902701203001503301800291,2m=3等幅等幅90度相位差度相位差2=2= 4dl=2=2dl=30二元阵阵因子图形二元阵阵因子图形 0m1d0.5ld1ld1.5ld2.0l0m1m0.7m0.4dlm10dl2 23 通过以上实例的分析可以看出，加大间隔距离通过以上实例的分析可以看出，加大间隔距离d d会加大会加大波程差的变化范

23、围，导致波瓣个数变多；而改变电流波程差的变化范围，导致波瓣个数变多；而改变电流激励初始相差，会改变阵因子的最大辐射方向。激励初始相差，会改变阵因子的最大辐射方向。0=0m=10=00=/20=0=3/20=031作业：两平行半波振子等幅激励，间距为d=，分别求其电流同相、反相、及相差/2激励后的H面方向函数并概画方向图。32 【例【例3 3】 有两个半波振子组成一个共线二元阵，其有两个半波振子组成一个共线二元阵，其间隔距离间隔距离d d= =，电流比，电流比I Im m2 2= =I Im m1 1，求其，求其E E面和面和H H面的方向面的方向函数及方向图。函数及方向图。33 解解 此题所设

24、的二元阵属于等幅同相二元此题所设的二元阵属于等幅同相二元阵阵, ,m=1, =1, 0 0=0=0。相位差。相位差= =k kdcosdcos。1)1) E E平面平面( (x xoz)oz) )coscos(2cos21cos21cosqq=kdefjkda )coscos(2sin)cos2cos(2qqqq=f34例例3的的E平面方向图平面方向图352) H平面平面(xOy) 对于共线二元阵，对于共线二元阵，H面阵因子无方向性。应用面阵因子无方向性。应用方向图乘积定理，直接写出方向图乘积定理，直接写出H面的方向函数为面的方向函数为 f ()=236例例4 设有等辐同相馈电的设有等辐同相馈

25、电的4个对称振子，排列在一个对称振子，排列在一条直线上，每两振子之间的间距为条直线上，每两振子之间的间距为d=/2，求在，求在赤道面的方向性函数。赤道面的方向性函数。37解解 已知已知m1=m2=m3=m4=1和和01= 02 =03 =04=0)2/cossin()cos2sin(111,coscos4cos3cos2cos1,qqkdkdeeeeeeemfjkdkdjkdjkdjjkdNnjjnann=又又d=/2)coscos()cos2cos(4)2/cossin()cos2sin()(=af)coscos()cos2cos(4)cos1 ()(cos1)(1=klfklf38方向性相

26、乘原理的推广：函数方向性相乘原理的推广：函数 不仅表示不仅表示单个辐射元的方向性函数，而且可以推广为一个单个辐射元的方向性函数，而且可以推广为一个“等效辐射元等效辐射元”的方向性函数。而求阵因子变成的方向性函数。而求阵因子变成求求“等效辐射元等效辐射元”的阵因子的阵因子q,1f39)cos2cos(2)cos1 ()()(3412=klff相距相距/2/2的两对称振子的的两对称振子的方向性函数为方向性函数为相距相距的两的两“等效辐射元等效辐射元”的天线阵的阵因子的天线阵的阵因子)coscos(2)(=af总的方向函数总的方向函数)coscos()cos2cos(4)cos1 ()()()(12

27、=klfffa40第三节第三节 均匀直线阵均匀直线阵相似元相似元天线阵的方向性函数（或方向性图）天线阵的方向性函数（或方向性图）f( (q q, ) )阵元天线方向性函数（方向性图）阵元天线方向性函数（方向性图）f1( (q q, ) )阵因子（方向性图）阵因子（方向性图）fa( (q q, ) ) 均匀直线阵：均匀直线阵：当各阵元天线形式相同（结构相同、形状相同、尺寸相同、排列取向（架设方位）相同，即：具有相同的方向性函数，相似阵相似阵 ）， 相邻元间的间距相等间距相等，其上的电流振幅相等振幅相等且相位等差递增或相位等差递增或递减递减时，这样的直线阵称为均匀直线阵。直线阵：直线阵：如果组成阵

28、列的阵元天线排列在一条直线 上，则称为直线阵411.均匀直线阵的阵因子均匀直线阵的阵因子设有N元均匀直线阵，阵元天线排列上图中所示。相邻两阵元间的电流相位差为，间距为d。xzy 1 2 3 4 N-1 N Iej0 Iej Iej2 Iej3 Iej(N-1) dr1r2r3rN轴线求：辐射场隐含条件：相似阵天线1与天线2的方向性函数相同( , )fq （1）建立坐标系 （2）根据场叠加原理，写出辐射场表达式 （3）各个物理量在坐标系下的表达式 （4）带入物理量表达式，求解辐射场：（3）带入（2） （5）分析结果421jnnIIe=间隔距离 d 沿y 轴方向排列隐含条件：12( , )( ,

29、)ffq q =（1）建立坐标系以天线1的中心为坐标原点，建立球坐标系( , , )Pr =场点：矢径r与y轴（天线轴线）的夹角为：天线1的中心坐标（0，0，0）；天线2的中心坐标（0，d，0）.(0,(N-1)d,0)qdxzy1rr=( , , )Pr =2r（2）根据场叠加原理，写出辐射场表达式121212111122221212121212111260,60,.60,606060.,.,6060,.NNjkrjkrjkrNNNNjkrjkrjkrNNNNjkrjkrIErferIErferIErferIIIEEEEfefeferrrIIEfeferr =160.,NjkrNNIfer

30、近似1：平行四边形法则矢量的方向相同43（3）各个物理量在坐标系下的表达式11 cos1 cosnrrd nrd n=11j nnII e=12(1)11111112606060,.,Njj NjkrjkrjkrNII eI eEfefeferrr =分母r零级近似1irrr=相位项r一级近似1 cosnrrd n（4）带入物理量表达式，求解辐射场cos kd= （1-5-5）21(1)1(1)1 coscos1coscos(1)160,.60,1.60,1.NjNkrjkrjkrjNkd NjkdjkrjkdjkdNjkrIEfeeerIfeeerIfeeer =121,1. (1 5 13

31、)jNjjEEeee = 44 （5）分析结果cos kd=（1-5-5）二元阵的方向性函数二元阵的方向性函数（以天线（以天线1为参考天线为参考天线 ）121|( , , )|( , ),1.60jNjjE rffeeeI rq q =N元阵60I r121,1. (1 5 13)jNjjEEeee = 相似元相似元天线阵的方向性函数（或方向性图）天线阵的方向性函数（或方向性图）f( (q q, ) )阵元天线方向性函数（方向性图）阵元天线方向性函数（方向性图）f1( (q q, ) )阵因子（方向性图）阵因子（方向性图）fa( (q q, ) ) 方向图相乘原理方向图相乘原理12( , )1

32、.(1514)jNjjafeeeq =45均匀直线阵的阵因子均匀直线阵的阵因子归一化的阵因子归一化的阵因子当=0时，各阵元天线在观察点方向上产生的场同相迭加，上式取得最大值且(fN)max=N qqaqaaeeefNnnnNjjja=1)1 (S1),(111)1(2的等比数列和：通相为qq2222sin)cos1 (sin)cos1 (sincos1sincos111),(=NNjNjNeefjjNa)1551 (2sin2sin),(=qNfa)1551 (2sin2sin1),(=qNNFa46N主瓣越窄增益越高方向图可以在极坐标系下画出，也可以在直角坐标系下画出。极坐标系形象直观地将天

33、线的方向性表现为一组波束。通常在360范围内波束较少时（如线天线情形）我们常在极坐标系下画天线的方向图，而在波束较多时（如口径天线情形）我们常在直角坐标系下画天线的方向图（直角坐标系可以按任意尺度扩展,图形清晰）。2sin2sin1),(qNNFa=470(1)( ,)22 .212,1,2,.2 (1517)21,1,2,.1 (1518)ammfmNmNNmNmNNq =是以为周期的周期函数，最大值发生在0，处(2)一个周期内的极大值个数（个）：(2)一个周期内的零点个数（个）： cos 0,cos kdkdkdkdf=对应于取值范围在这个变只有可视区范围内的才是均可匀化范围成直线阵视区，

34、为的阵因子2sin2sin1),(qNNFa=)1551 (2sin2sin),(=qNfa48最大辐射方向：最大辐射方向： 0cos, 02sin2sin2sin2sin,cos00=kdNddNfkda得天线阵的最大辐射为令则设结论：上述推导说明在最大辐射方向上各振子在观结论：上述推导说明在最大辐射方向上各振子在观察点所产生的场的相位相同。这是因为相邻振子的察点所产生的场的相位相同。这是因为相邻振子的行程差所引起的相位差正好被它们的电流相位差所行程差所引起的相位差正好被它们的电流相位差所补偿。补偿。max00maxcoscoskdkd=即49 【例题】【例题】 设有一个五元均匀直线阵，间隔

35、距离设有一个五元均匀直线阵，间隔距离d d=0.35=0.35，电流激励相位差，电流激励相位差= =/2/2，绘出均匀，绘出均匀直线阵阵直线阵阵因子方向图，同时计算极坐标方向图因子方向图，同时计算极坐标方向图中的第一副瓣位置和副瓣电平、第一零点位置。中的第一副瓣位置和副瓣电平、第一零点位置。2/cos7 . 0cos= kd 解解 相位差为相位差为 )4/cos35. 0sin()4/cos35. 0(5sin512sin2sin=NNFa50第一副瓣位置：第一副瓣位置：(21)1,2,2mmmNN=5/32/cos7 . 011=mm可求得：可求得：43. 1821=m副瓣电平：副瓣电平：d

36、BSSLmm14.1225. 02sin25sin5111=第一零点：第一零点：021,2,1mmNN=5/22/cos7 . 00101=71. 12 .9801=51主瓣珊瓣 kdkd可视区2 . 12 . 0522.2.均匀直线阵的应用均匀直线阵的应用均匀直线阵在实际应用中有如下几种常见的情况。均匀直线阵在实际应用中有如下几种常见的情况。1)1)边射阵（同相均匀直线阵边射阵（同相均匀直线阵）（Broadside Array）2 2）普通端射阵）普通端射阵（Ordinary End-fire Array）3)强方向性端射阵强方向性端射阵（ End-fire Array with Incre

37、ased Directivity）53(1) 同相同相 均匀直线阵均匀直线阵coscos1 55kdkd= 0=cos02kd=极大值方向：=最大辐射方向垂至于阵轴线，同相均匀直线阵称为边射或侧射直线阵边射或侧射直线阵主瓣珊瓣 kdkd max 24kdkdkd=dl避免栅瓣出现边射或侧射直线阵边射或侧射直线阵 Broadside Array)1551 (2sin2sin),(=qNfa54LNdll=0cos零辐射方向：零辐射方向：L L为天线阵轴线长度为天线阵轴线长度当阵子数当阵子数N较多时，零较多时，零辐射的主辐射的主瓣宽度瓣宽度：NdNdNdllqlq11522sincos000=半功

38、率之间的主半功率之间的主瓣宽度瓣宽度：NdNdHPllq5189. 02l3Nd边射阵主瓣宽度分析边射阵主瓣宽度分析55边射阵阵因子极坐标方向图边射阵阵因子极坐标方向图 d0.25lN5d0.5lN10d1lN5阵元数越多，间隔距离越大，边射阵主瓣越窄，阵元数越多，间隔距离越大，边射阵主瓣越窄，副瓣电平也就越高。副瓣电平也就越高。56(2)普通的端射阵普通的端射阵Ordinary End-fire Array端射天线阵端射天线阵：天线阵的最大辐射方向沿天线阵的阵轴线端射天线阵条件端射天线阵条件maxmax0=各单元天线的电流相位差和沿阵轴线方向的波程差所引起的相位差补偿，会在沿阵轴线方向上辐射场同相迭加而获得最大辐射maxmaxmaxmax0cos0 0 kdkdkd=579060301201501802102402703003300(b)10.80.60.40.2032.521.510.50F()(a)N=5，d=/458 零辐射零辐射1cos0=Ndmlkd=当当当当N较大时较大时L22sin02l=零辐射零辐射主主瓣宽度瓣宽度Ll2220=半功率半功率主主瓣宽度近似为瓣宽度