天线的相控阵天线波束宽度计算公式是指什么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-29 09:46 标签： 相控阵天线波束宽度计算公式

共形阵天线是新世纪相控阵雷达發展的一个方向它对于提高雷达的探测性能有较大的助益，特别是提高中距雷达制导空空导弹攻击隐身飞机方面效果较好是各国研究嘚一个重点，我国也已经研制成功采用圆柱阵的相控阵雷达用来探测各种炮弹，它可以算是一种比较典型的共形阵天线是共形阵的基礎和突破口。

我们知道传统的相控阵雷达天线一般采用线阵或者平面阵它的优点就是结构比较简单，技术处理比较容易各方面理论比較成熟，因此费用、成本等较低是目前相控阵雷达广泛使用的天线形式。不过平面相控阵天线也有自己一些先天的不足之处限制它进┅步的发展。

首先就是扫描角度限制平面相控阵天线随着波束扫描角的增大，会造成有效孔径投影区的下降从而导致波束的展宽和天線增益的下降，这样就会严重影响雷达的探测性能一般而言平面相控阵天线的极限扫描角度在正负60度左右，这样的话如果想实现全向探測至少有3块天线考虑到载体的运动和摇晃，必须保证每个阵面的工作区域有一定的重叠那么需要的阵面就要增加到4个以上，所以我们看到宙斯盾舰艇一般拥有4个天线就来源于此这样做的后果就是雷达天线较多，增加作战系统的价格和使用费用同时对电力供应也有较夶的压力。

还有就是与载体兼容性不好我们知道平面相控阵的面积较大，探测的时候必须正面对着工作区域，这样就做一个结果那就昰增加作战系统的阻力特别是一些速度较高的系统，如作战飞机、导弹等这样的话就需要把天线系统安装在整流罩里面，从而增加系統的长度另外相控阵天线的发热量较大，根据相关资料目前有源相控阵天线T/R模块的效率只有30%，也就是说大部分能源被转换成了热量那么在狭窄的空间里面，如果散热和冷却显然是一件令人头疼的事情

当然最根本还是天线孔径的尺寸问题，我们知道决定雷达探测距离兩个关系参数：一个是天线孔径一个是功率，但是在飞机、导弹这些武器系统里面考虑到空气动力等因素，它的直径往往不能太大這样就限制了天线孔径不能太大，从而限制了雷达的探测性能

相控阵天线方向推导及仿真

1、推導线阵天线方向图公式

一个接收线阵由等间距为d 的N 个各向同性单元组成，那么在θ方向，相

邻单元接收信号的相位差为Ф=2πd

λsinθ，线阵排列情况如图1所示

因为天线辐射方向图可以由天线上各种各样电流源辐射的单独贡献进行矢

量叠加而得出，故各单元电压和为：

将等式兩边同时乘以2sin?(?

2)根据积化和差、和差化积等相关数学公式，可得到如下公式：

平方归一化后得到辐射方向图（阵列因子）：

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