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天线基础知识

2019年9月24日

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1.天线的功能

天线是雷达系统中最关键的部件之一,用于发射或接收电磁波。它具有以下基本功能:

发射机的能量以所需的分配和效率转换为空间信号。这个过程以同样的方式应用于接收者。

信号在空间中有一定的模式。一般来说,方位角应该足够窄,以提供所需的方位角分辨率和目标位置更新所需的频率。当天线扫描方式为机械扫描时,相当于转速。考虑到雷达天线在某一频段需要大尺寸、重达数吨的反射面,高速可能会带来重要的力学问题。

高精度测向。

天线的结构必须保证天线能在任何环境条件下工作。天线罩通常用于在相对恶劣的环境中保护天线。

雷达的基本性能与天线面积或孔径与平均发射功率的乘积成正比。因此,天线的输入对系统性能有很大的影响。

考虑到这些功能和雷达天线对效率的要求,通常有两种方式:

抛物面碟形天线

阵列天线

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2.天线的特点

2.1天线增益


当天线单独用于发射或接收时,天线增益是一个重要的特性。

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图1各向同性辐射器的球面辐射

有些天线向各个方向均匀地发射能量。这种辐射被称为各向同性辐射。我们都知道太阳向四面八方辐射能量。从太阳辐射出来的能量在任何固定距离和任何角度上几乎都是相同的。

假设有一个测量装置绕着太阳运动,停在图中所示的点上测量辐射。在圆上的任何一点,测量装置到太阳的距离是相同的。测量到的辐射也是一样的。因此,太阳被认为是一个各向同性的辐射体。

天线基础知识3

图2偶极天线射线图

2.2天线模式

大多数散热器在一个方向发射的辐射比在另一个方向多。这样的辐射体叫做各向异性辐射体。然而,使用标准方法来标记辐射源周围的辐射,这样就可以很容易地将一种辐射图形与另一种进行比较。

天线辐射出的能量形成具有一定辐射图样的场。射线照相法是绘制天线辐射能量的一种方法。这种能量在距离天线一定的距离上以不同的角度测量。图案的形状取决于所用天线的类型。

要绘制这样的图形,通常使用两种不同类型的图形,即直角坐标和极坐标。极坐标图在辐射图的研究中具有重要的应用价值。在极坐标中,点是通过沿旋转轴(半径)投影到与几个同心圆等间距的交点来定位的。测量到的辐射极坐标如图3所示。

4 .天线基础知识

Pic方向模式在极坐标

主波瓣,最大辐射方向周围的区域(通常在主波峰值3dB以内)。图3中主波方向为北波。

侧阀,较小的阀远离主阀。这些旁瓣通常向不理想的方向辐射,永远不能完全消除。旁瓣电平是表征辐射谱图的一个重要参数

后波瓣,与主波束方向相反的辐射的一部分。

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