天线阵方向图综合问题是天线阵设计中的主要问题,其理论和方法都在不断地发展着。50年代泰勒就提出了一种在近主瓣呈等副瓣,而在远区副瓣渐消的连续口径分布,即著名的泰勒分布的综合法,泰勒综合法是目前应用较为广泛的一种天线阵综合法。利用泰勒综合法综合阵列有利于提高方向性系数,得到的激励幅度分布变化也比较平缓。后人将泰勒综合法推广运用到离散阵列的方向图综合上,但是这种方法只适合用于等间距阵,对需要考虑互祸、天线载体或其它障碍物绕射效应的复杂问题无能为力。61119

另外,切比雪夫综合法是利用切比雪夫多项式所具有的独特性质进行天线阵综合的方法。对于均匀直线阵采用切比雪夫多项式综合法,其特点是在给定副瓣相对电平条件下能够得到最窄的主波瓣宽度,或在给定主波瓣宽度的情况下能够获得最低的副瓣相对电平,而且是等副瓣的。而伍德沃德综合法适用于连续线源和离散线阵的情况。该方法通过对所要求的方向图在各离散位置上进行抽样实现综合。与各方向图抽样相联系的是谐波电流,谐波电流对应的场叫构成函数。各谐波电流激励系数等于所要求的方向图在对应抽样点上的幅度。空间谐波电流有限项之和为源的总激励,构成函数的有限项之和为综合的方向图,其中每一项代表一个谐波电流产生的场。该方法最大的特点就是在方向图的抽样点上的值与所要求的方向图是一样的。

随着现代计算机的迅猛发展,基于最优化技术的迭代法为方向图综合提供了强有力的工具。只要方向图是物理可实现的,任意赋行波束方向图都可以以最低代价合成。某些通用方法也可以应用于非平面阵列天线中,即共形阵列。但预先判断误差以确保数值解不限于局部最优仍然是很困难的。

寻找一种满足指定形状的辐射方向图仅仅是开始,下一步,则必须确定辐射单元的对应激励。我们都知道辐射单元必须通过馈电结构馈电,因此必须确定失配、互藕等情况下的馈电电压和馈电电流以产生期望的激励。最后,估算求解精度,频率偏移影响、容差以及极化等论文网。有时甚至需要用更稳定的解代替第一次迭代求解的结果。

在共形阵列中,辐射单元指向不同方向。因此在综合过程中必须考虑辐射单元特性。在平面阵列中,单元因子通常被忽略,综合主要集中于阵列因子,就好像辐射单元是各向同性单元,然而,人们依然有兴趣研究使用全向辐射器的阵列综合,因为通过这种方式可以获得许多基本知识,某些阵列的确有全向辐射器,至少在一个面上有全向辐射单元。

辐射单元包含了天线的极化信息,这些辐射单元不会像平面阵列那样组合成公共单元因子。在共形天线综合问题中,极化特性变得特别重要。在综合中包含极化特性是可行的,例如通过优化同时获得低副瓣和低交叉极化。

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