实验二 均匀直线阵 一、实验目的： 通过MATLAB 编程，了解均匀直线阵的辐射特性，熟悉影响天线阵辐射的各种因素及其产生的影响。 二、实验环境：MATLAB 软件 三、实验原理： 单个天线的方向性是有限的，为了加强天线的定向辐射能力，可以采用天线阵(Arrays)。天线阵就是将若干个单元天线按一定方式排列而成的天线系统。排列方式可以是直线阵、平面阵和立体阵。实际的天线阵多用相似元组成。所谓相似元，是指各阵元的类型、尺寸相同，架设方位相同。天线阵的辐射场是各单元天线辐射场的矢量和。只要调整好各单元天线辐射场之间的相位差，就可以得到所需要的、更强的方向性 方向图乘积定理 f(θ,φ)=f1(θ,φ)×fa(θ,φ) （3-1） 上式表明，天线阵的方向函数可以由两项相乘而得。第一项 f1(θ,φ)称为元因子（Primary Pattern），它与单元天线的结构及架设方位有关；第二项 fa(θ,φ)称为阵因子（Array Pattern），取决于天线之间的电流比以及相对位置，与单元天线无关。方向函数（或方向图）等于单元天线的方向函数（或方向图）与阵因子（或方向图）的乘积，这就是方向图乘积定理。 已知对称振子以波腹电流归算的方向函数为： ( )cos(cos )cos()( )60/sinmEklklfIr （3-2） 将l=0.25λ代入式上式可得半波振子的方向函数为： cos(cos )2( )sinF （3-3） 如果 均匀直线阵的单元天线为半波阵子的话 ，此 即 为元因子。 均匀直线阵,就是所有单元天线结构相同，并 且 等间距 、等幅 激 励 而相位沿 阵轴 线呈 依次 等量递 增 或递 减 的直线阵。如下 图所示 ,N 个天线元沿y 轴 排列成一行 ，且 相邻 阵元之间的距 离 相等都 为d，电流激 励 为In=In-1ejξ (n=2,3, :,N)，根 据 方向图乘积定理，均匀直线阵的方向函数等于单元天线的方向函数与直线阵阵因子的乘积。 在 实际应 用中 ，不 仅 要让 单元天线的最 大 辐射方向尽 量与阵因子一致 ，而且 单元天线多采用弱 方向性天线，所以均匀直线阵的方向性调控 主 要通过调控 阵因子来 实现 。因此 本 实验讨 论 主 要针 对阵因子，至 于均匀直线天线阵的总 方向图只要将阵因子再 乘以单元天线的方向图就可以得到了。 图4-1 均匀直线阵坐标图 N 元均匀直线阵的阵因子为： ( )2( )3 ( )(1)( )1(1)( )0( )1jjjj NaNj nnfeeeee ...
