阵列天线分析与综合

【阵列天线分析与综合】是一门针对初学者深入介绍阵列天线技术的学科。天线在无线电设备中起着至关重要的作用，主要功能是进行能量转换和定向发射与接收。阵列天线是现代无线电系统中常用的一种技术，尤其在雷达系统和微波通讯系统中广泛应用。 阵列天线的优势在于它能够通过特定的布局和激励分布实现极窄波束，提升方向性和增益，形成赋形波束，以及实现波束的相控扫描。这种技术可以用来提高目标探测和跟踪的可靠性和实时性，替代传统的反射面机械扫描天线。 阵列天线的构成主要包括多个相同或相似的天线单元，如半波振子、喇叭、开口波导、微带和波导缝隙等，按照直线、平面或其他复杂形状排列。直线阵列中包括圆环阵和椭圆环阵，平面阵列则有矩形、圆形和六边形等形式。此外，还有根据栅格形状分类的矩形和三角形栅格阵列，以及安装在实体表面形成的共形阵列。 分析阵列天线时，我们需要确定四个关键参数：单元总数、空间分布、激励幅度分布和激励相位分布。这些参数将决定阵列天线的辐射特性，如方向图、半功率波瓣宽度、方向性系数和副瓣电平。而阵列天线的综合则是反向过程，即根据预设的辐射特性来设计阵列的参数，使其达到特定的性能指标或匹配预期的方向图。 在分析阵列天线的辐射场时，常常采用电流源模型。例如，面电流源模型在阵列天线分析中非常有用，因为它可以把离散的单元电流视为连续电流分布的采样。通过积分计算，可以得出面电流源在远区产生的辐射场。 阵列天线分析与综合涉及多个方面，包括天线的基本概念、设计原理、性能优化和实际应用。通过对这些知识点的理解和掌握，初学者可以逐步深入到更高级的天线理论和技术中，为实际的无线电系统设计打下坚实基础。