相控阵天线基本原理简介

相控阵天线基本原理简介相控阵天线是目前卫星移动通信系统中最重要的天线形式，它由三部分组成: 天线阵列，馈电网络和波束控制器. 基本原理是引起的时间差，因此天线阵列的输出此时最大相位上被叠加. 一旦信号方向改变，只要调节移相器的相移，就可以相应改变天线阵列波束的最大指向，从而实现波束扫描和跟踪. 相控阵天线具有相控扫描线天线阵和平面相控阵天线. 图1图1在N元素相控阵的较远区域的观察点P处的总场强可以被​​认为是线性阵列在点P由N元素产生的辐射场强的叠加: 图2线性相控阵天线的方向图函数为: 图中的三平面相控阵天线相控阵广泛用于快速跟踪雷达和测量领域，它可以使主瓣指向随着沟通的需要不断调整. 相控阵是主瓣最大方向，或者方向图主要由相对于天线阵的单位励磁电流控制. 通过控制阵列天线中的辐射单元的馈电相位来改变形状的天线. 控制相位可以改变天线方向图最大值的方向，从而达到波速扫描的目的.

在特殊情况下，您还可以控制旁瓣电平，最小位置和整个图案的形状. 当通过机械方法旋转天线时，惯性大且速度慢. 相控阵天线克服了这一缺点，扫描速度快. 其馈电相位通常由电子计算机控制天线移相器的工作原理，并且相位变化速度快，即天线方向图的最大方向或其他参数变化很快. 这是相控阵天线的最大特点. 通常，相控阵天线应控制每个辐射元件的相位. 为了节省移相器并简化控制电路，有时几个辐射单元共享一个移相器. 相控阵天线的关键组件是移相器和天线辐射单元. 移相器有两种类型: 连续移相器和数字移相器. 连续移相器的相移值可以在0°至360°的范围内连续变化. 数字移相器的移相值是离散的，只能是360×（1/2）^ n的整数倍. 移相器应确保在一定频率范围内获得所需的移相值. 天线辐射单元的设计应使输入阻抗在一定的相移范围和一定的频率范围内变化尽可能小，以确保发射机的正常工作，并防止由于天线的多次反射而出现寄生旁瓣和方向图. RF信号出现凹坑现象. 相控阵天线的馈电方式分为传输线馈电和空间馈电. 在传输线馈电模式下，射频能量通过微波传输线（如波导，同轴线和微带线）馈入辐射单元.

在空间馈电模式下，由发射机产生的射频能量通过辐射装置辐射到自由空间，并且在接收阵列接收到一定距离之后，信号的每个单位或一组单位接收到接收阵列，由移相器移相后，被馈送到发射阵列的发射单元并被辐射出去. 相控阵天线阵列本身的设计主要是幅度，相位分布设计和元件阻抗设计. 阵列大小由最窄波束宽度和旁瓣电平处的宽度值确定. 相位分布主要由光束要求决定. 由于元件图案和阻抗的限制，通常平面相控阵的最大扫描范围是±60°的锥度，并且通过添加球面覆盖透镜也可以获得半球扫描. 如果仅需要图案的最大值在空间中移动，则仅需要形成线性变化的相位分布. 此时天线移相器的工作原理，图案的最大方向垂直于相等的相位平面. 寄生旁瓣将出现在模式的某些方向，并且其大小与特定的相位分布定律有关. 为了满足特殊要求，有必要使用方向图合成方法来预先计算所需的阵列相位分布. 为了简化馈电结构，某些相控阵天线的幅度相等. 为了克服在相等幅度分布的情况下高旁瓣电平的缺点，可以使用密度加权. 相控阵天线用于雷达后，波束控制的灵活性大大提高，因此可以制成雷达，这样一台雷达就可以充当几种常规雷达.

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