第7章_面天线
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天线原理课程知识点汇总【A——了解,B——理解,C——掌握(深刻理解,熟练应用)】附表1常见天线的方向性系数附表2三种常见的均匀直线阵波瓣特性及方向性系数D(Nd>>λ)附表3 口径场分布及其辐射特性附表4口径场相差对辐射的影响【例题1】 在给定了增益和工作波长的情况下,设计由理想导体制作的最佳喇叭天线的口径尺寸的求解过程如下:(1)首先确定喇叭波导的尺寸a 和b ,请写出单模传输时a 和b 与波长λ满足的关系: a<λ<2a λ>2b(2)确定了a 和b 以后,依次列写最佳喇叭所满足的两个关系式(不要求):x x R D λ3=①y y R D λ2=②(3)根据给定的增益G 和工作波长λ,结合最佳喇叭的口面利用系数ν就可以确定D x 和D y 的关系式,请写出这个关系式:πνλ42GD D y x =(4)请写出ν的值:ν=0.51【例题2】 某圆锥喇叭天线A 口面直径为20cm ,工作波长为3.0cm ,H 面主瓣内的方向性函数可以用公式3||100()10F ϕϕ-=表示,φ以度为单位,取值范围|φ|≤5º。
若采用该喇叭A 作为发射天线,测试另一个口面直径为10cm 的相同波段的圆锥喇叭B 的方向图,请计算: [1]仅满足相位条件(接收天线中心和边缘处的最大相差不超过π/8)的最小测试距离; [2]仅满足幅度条件(接收天线中心和边缘处的最大幅度比不超过0.25dB )的最小测试距离; [3]设发射天线A 的发射功率为10mW ,增益为23dB ,不计线缆损耗,若接收天线B 的口面利用系数为0.56,则B 天线按照[1]、[2]确定的最小测试距离摆放所能获得的最大接收功率是多少? 【解】 [1] ()cm 6002221min =+=λD D r[2] 3||100()10F ϕϕ-=,|φ|≤5º,20lg ()0.6||0.25dB F ϕϕ=-≥- 4167.0||≤ϕ实际上要求)4167.0tan(2/min2 ≤r D ,得cm 5.687min ≥r [3]取r min =687.5cm ,t r t r G G r P P 2min 4⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=πλP t =10mW=10×10-3W ,G t =23dB=200, ν=0.56νλππ22244⎪⎭⎫ ⎝⎛=D G r∴P r =14.8 μW附图1 利用矢量网络分析仪、自动测试转台、辅助天线和计算机测试天线方向图和增益的基本原理框图演示实验问题汇总1、微波暗室包括吸收层和屏蔽层两部分组成,请回答这两部分是用什么材料实现的?2、请分析一下微波暗室的吸收层的工作原理。
第6章反射面天线Helmut E. SchrankGary E. EvansDaniel Davis6.1 引言天线的作用雷达天线的基本作用是实现电磁波的自由空间传播和导波传播之间的转换。
发射期间天线的特定功能是将辐射能集中到具有某种形状的定向波束内,以照射指定方向的目标。
接收期间天线收集目标反射的回波信号能量并将之送往接收机。
因此,在以发射方式和接收方式工作时,雷达天线起到互易的,然而是相互关联的作用。
在两种方式或者作用中主要的目的都是要精确确定目标的方向角。
为实现此目的,需要有高度定向的(窄的)波束,从而不仅达到所需的角精度,而且能够分辨相互靠得很近的目标。
雷达天线的这一重要特性可以定量的用波束宽度来表示,也可以表示为发射增益和有效接收孔径。
后两个参量相互成正比,并且与检测距离和角精度有直接关系。
许多雷达都设计成工作在微波频率,这时用适当物理尺寸的天线就能获得窄的波束宽度。
以上雷达天线的功能性描述意味着一副天线既用于发射,又用于接收。
虽然大多数雷达系统都是这样工作的,但是也有例外,如一些单基地雷达采用收发分离的天线,当然,双基地雷达按定义必定是收发分离的天线。
在这一章中,重点介绍较常用的单部天线,特别是广泛使用的反射面天线。
相控阵天线的内容参见第7章。
波束扫描与目标跟踪由于雷达天线一般具有定向波束,大范围的角度覆盖要求窄波束快速往复地在空域内扫描,以保证不论目标在哪个方向上都能探测到。
这就是警戒雷达或搜索雷达的功能。
有些雷达系统设计成一旦探测到目标便可进行跟踪,这种跟踪功能要求专门设计与警戒雷达天线不同的天线。
在某些雷达系统中,特别是在机载雷达中,将天线设计成既具有搜索又有跟踪的功能。
测高大多数警戒雷达都是二维坐标的,只测定目标的距离和方位坐标。
在早期的雷达系统中,另外的测高天线通过机械俯仰摆动来测量第三个坐标,即仰角,由此计算出空中目标的高度。
现在设计的3D雷达采用一副天线测量所有三个坐标,例如,一部天线在接收方式工作时在俯仰方向形成多个堆积波束,而在发射方式工作时形成宽覆盖的垂直波束。