相控阵天线远场条件公式
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相控阵天线延时计算公式相控阵天线是一种能够通过调节每个天线元件的相位来实现波束的控制的天线系统。
在通信、雷达、无线电和其他领域中,相控阵天线都有着广泛的应用。
在相控阵天线系统中,延时的计算是非常重要的,因为它直接影响到波束的形成和指向。
本文将介绍相控阵天线延时计算的基本原理和公式。
相控阵天线延时计算的基本原理是根据波束的指向和形成来确定每个天线元件的相位延时。
在相控阵天线系统中,波束的指向是通过调节每个天线元件的相位来实现的。
因此,每个天线元件的相位延时需要根据波束的指向来计算。
在实际应用中,相控阵天线系统通常是由一个阵列组成的,每个阵列都包含多个天线元件。
因此,延时的计算需要考虑到每个天线元件的位置和波束的指向。
相控阵天线延时计算的基本公式可以表示为:Δt = dsin(θ)/c。
其中,Δt表示每个天线元件的相位延时,d表示天线元件之间的距离,θ表示波束的指向角度,c表示光速。
在这个公式中,dsin(θ)表示波束的指向在天线元件之间的投影距离,而c表示光速。
因此,通过这个公式可以计算出每个天线元件的相位延时,从而实现波束的指向和形成。
在实际应用中,相控阵天线延时计算的精度和效率是非常重要的。
因为相控阵天线系统通常需要实时调节波束的指向和形成,所以延时的计算需要尽可能地准确和快速。
在这方面,现代的计算机和算法技术可以帮助我们更好地实现相控阵天线延时计算。
除了基本的延时计算公式外,还有一些其他因素需要考虑。
例如,天线元件之间的互相干扰、波束的形成和指向的精度要求、系统的实时性等等。
这些因素都会对延时的计算和系统的性能产生影响。
因此,在实际应用中,需要综合考虑这些因素,以实现相控阵天线系统的高效性能。
总之,相控阵天线延时计算是相控阵天线系统中非常重要的一部分。
通过合理的延时计算,可以实现波束的指向和形成,从而实现系统的高效性能。
在未来,随着计算机和算法技术的发展,相控阵天线延时计算将会变得更加精确和高效,为相控阵天线系统的应用带来更多的可能性。
天线远场测试距离公式天线远场测试距离公式1. 公式一:远场测试距离公式远场测试距离(Far-field testing distance)的公式如下:D = 2 * D^2 / λ其中,D为天线的最大尺寸(长度或宽度),λ为天线工作频率的波长。
这个公式用于计算在远场测试中,接收天线应该位于距离发射天线一定距离之后才能进行准确的测试。
2. 公式二:波长公式天线的工作频率和波长之间的关系由下面的公式给出:λ = c / f其中,λ为波长,c为光速(光速约为3 x 10^8 m/s),f为天线的工作频率。
这个公式用于计算天线的波长,在远场测试距离的公式中会用到。
3. 示例解释假设有一款工作频率为 GHz的Wi-Fi天线,其最大尺寸为10 cm。
我们想要计算在这种情况下,进行远场测试时应该位于多远的距离。
首先,我们使用公式二计算天线的波长:λ = c / f = 3 x 10^8 m/s / x 10^9 Hz ≈ m然后,将波长和天线最大尺寸代入公式一进行计算:D = 2 * D^2 / λ = 2 * ( m)^2 / m ≈ m因此,这款Wi-Fi天线进行远场测试时,接收天线应该位于距离发射天线约米的距离之后。
结论天线远场测试距离公式包括远场测试距离公式和波长公式。
通过计算这两个公式,可以确定在远场测试中的正确距离,以保证准确的测试结果。
以上是一个示例解释,希望对理解天线远场测试距离公式有所帮助。
4. 公式三:功率密度公式功率密度(Power density)是指在某一点上通过的功率单位面积。
计算功率密度的公式如下:Pd = Pt / (4 * π * r^2)其中,Pd为功率密度,Pt为天线的发射功率,r为距离发射天线的距离。
这个公式用于计算在远场测试中,某一点上的功率密度。
5. 公式四:接收功率公式接收功率(Received power)是指在接收天线上收到的信号功率。
计算接收功率的公式如下:Pr = Pd * Ad其中,Pr为接收功率,Pd为功率密度,Ad为接收天线的有效截面面积。
天线远场测试距离公式(一)天线远场测试距离公式简介在射频领域,天线远场测试是一项重要的测试手段,用于评估天线的性能和指标。
在远场测试中,天线的距离足够远,可以近似地将测试场景视为平面波场,从而进行精确的测试和评估。
天线远场测试距离公式是用于计算远场距离的数学公式,在设计和实施远场测试时非常有用。
远场测试距离公式天线远场测试距离公式可以根据天线的工作频率、波长和天线尺寸等参数来计算。
常见的远场测试距离公式包括:1.雷诺兹准则公式:–公式:D = 2D²/λ–说明:根据雷诺兹准则,远场测试距离D与天线尺寸D和工作波长λ呈正比关系。
当测试距离大于雷诺兹准则规定的远场距离时,可以近似认为是在远场进行测试。
2.菲涅尔准则公式:–公式:D = 2D²/(λd)–说明:根据菲涅尔准则,远场测试距离D与天线尺寸D、工作波长λ和距离d呈正比关系。
菲涅尔准则相比雷诺兹准则更为精确,可以根据具体测试需求进行计算。
举例说明假设有一个工作频率为的天线,尺寸为10cm×10cm。
根据以上的远场测试距离公式,可以计算其远场测试距离。
1.根据雷诺兹准则公式:– D = 2ײ/ ≈–结论:在距离天线米之外,可以认为是在远场进行测试。
2.根据菲涅尔准则公式:– D = 2ײ/(×d)–当测试距离d为10米时,计算得到的远场测试距离为:• D = 2ײ/(×10) ≈•结论:在距离天线米之外,可以认为是在远场进行测试。
通过以上举例可以看出,根据不同的远场测试距离公式,计算得到的结果可能有所差异。
在实际应用中,根据具体的测试需求和准确度要求,可以选择合适的公式进行计算。
总结天线远场测试距离公式是用于计算远场测试距离的数学公式,在天线设计和实施远场测试时十分有用。
其中常见的远场测试距离公式包括雷诺兹准则公式和菲涅尔准则公式。
第二章 相控阵天线的基础理论 相控阵天线是从阵列天线发展起来的,主要依靠相位变化实现天线波束指向在空间的移动或扫描,亦称电子扫描阵列(ESA )天线。
虽然用于相控阵雷达的相控阵天线有多种,但相控阵天线均是由多个天线单元,亦称辐射器构成的。
天线单元可以是单个的波导喇叭天线、偶极子天线、贴片天线等。
在每个天线单元后端都设置有移相器,用来改变单元之间信号的相位关系,信号的幅度变化则通过功率分配/相加网络或者衰减器来实现。
在扫描过程中,整个雷达不需要像采用普通阵列天线或者剖物面天线的雷达那样进行机械运动,因此波束指向迅速灵活,且可以实现多波束并行工作,使得雷达具有很强的自适应能力。
在相控阵天线的实际使用过程中,线性相控阵天线平面相控阵天线是较为常见的两种形式。
下面分别以这两种形式为例,阐述相控阵天线扫描的基本原理。
2.1 相控阵天线扫描的基本原理2.1.1 线性相控阵天线扫描的基本原理线性相控阵天线广泛应用于一维相控扫描的相控阵雷达中。
根据基本的阵列类型,线性相控阵天线可以划分为垂射阵列和端射阵列。
垂射阵列最大辐射方向垂直于阵列轴向,天线波束在线阵法线方向左右两侧进行扫描。
相反,端射阵列主瓣方向沿着阵列轴向。
由于垂射阵应用最为广泛,因此主要讨论垂射阵。
图2.1是一个由N 个天线单元组成的线性阵列原理图,天线单元呈均匀排成一线,途中沿y 轴方向按等间距方式分布,天线单元间距为d 。
每一个天线单元的激励电流为(i 0,1,2,...N 1)i I =-。
每一单元辐射的电场强度与其激励电流i I 成正比。
天线单元的方向图函数用(,)i f θϕ表示。
图 2.1 N 单元线性相控天线阵原理图阵中第i 个天线单元在远区产生的电场强度为:2(,)ij r i i i i i e E K I f r πλθϕ-= (2.1)式中,i K 为第i 个天线单元辐射场强的比例常数,i r 为第i 个天线单元至观察点的距离,(,)i f θϕ为第i 个天线单元的方向图函数,i I 为第i 个天线单元的激励电流,可以表示成为:B ji i i I a e φ-∆= (2.2)式中,i a 为幅度加权系数,B φ∆为等间距线阵中,相邻单元之间的馈电相位差,亦称阵内相移值。
【相控阵教程】第二讲-天线原理与测试第二讲天线基础知识可以说,天线是一种能量变换器:接收天线是将空间的电磁波能量变换为传输能量;发射天线是将传输能量变成向空间辐射的电磁波能量。
这就要求:(1)与发射机或接收机的传输线匹配;(2)与自由空间的波阻抗匹配;(3)具有一定的方向性,即向指定空间辐射;(4)具有要求的极化特性。
1.1 天线辐射特性的求解求解电磁场问题通常有两种方法:一是从麦氏方程组直接求解的直接法;二是通过位函数求解的间接法。
它们都归结为求解一个齐次或非齐次的矢量或标量的波动方程问题,即为二阶线性偏微分方程。
有时需要先求出导体上的电流分布而后再求空间的场分布,就需要根据导体表面上的边界条件将麦氏方程演变为以导体上的电流分布为待求量的积分方程,此时求解电磁场的问题就变成求解积分方程的问题。
求解电磁场边界值问题(或简称边值问题)的方法,归纳起来可分为三大类,其中每一类又包含若干种方法。
第一类是严格解析法或称为解析法;第二类是近似解析法或称为近似法;第三类是数字法或称为数值法。
数值方法应用于电磁场领域的短短30多年里,特别是随着大型计算机的出现,工程电磁场问题的理论研究和分析方法,取得了前所未有的突破性进展和获得大量的有实用价值的结果。
各种数值计算方法应运而生,并相继应用到各类电磁场问题之中。
以数值技术为基础的商用电磁场仿真软件为设计师提供了快捷而准确的设计手段。
如Ansoft HFSS、CST Design Studio、 IE3D、ANSYS、WinFEKO、EMPIRE 等。
表4 常用软件的主要性能解析法求解天线辐射特性简介我们在中学物理课中学到,点电荷q 产生的电场强度可以用库仑定律计算,离开电荷R处的静电场场强为E=q/4πR²。
任何给定电荷分布都可以分成微小的体积元素,各个元素所产生的场强的矢量和就等于全部电荷所产生的总场强。
静磁场也有同样的规律。
静电场和静磁场间没有相互作用,但是,如前所说,随时间变化的电场和磁场却相互作用,它们间用麦克斯韦方程联系起来。
相控阵天线远场条件公式相控阵天线是一种能够通过调节发射或接收信号的方向性和形态的天线。
在使用相控阵天线时,我们需要满足一个重要的条件,即远场条件。
远场条件是指在一些距离(一般为远离天线波长的几倍)处观察天线辐射或接收到的电磁波的性质可以近似看作平面波,而不会受到近场效应的显著影响。
远场条件可以用以下公式来表示:D>=2D²/λ其中,D表示天线直径,λ表示电磁波的波长。
这个公式也可以通过远场的第一违约角(maximum first side lobe)来确定。
当观察距离大于远离波长的10倍时,我们可以认为系统满足远场条件。
远场条件的满足对于相控阵天线的性能有很大的影响,并且决定了其在通信、雷达、无线通信等领域的应用。
相控阵天线通过控制各个阵元之间的相位差和振幅来实现波束形成,而远场条件的满足是波束形成的基础。
在远场条件下,天线阵列的辐射场或接收场可以近似看作是由各个阵元辐射或接收的平面波相干叠加形成的。
在远场条件下,天线阵列的主瓣方向、波束宽度、波束形状等参数可以比较精确地控制和设计。
远场条件的满足对于相控阵天线的应用至关重要。
只有在远场条件下,相控阵天线的波束形成和波束跟踪技术才能正常工作,否则将会受到附加的近场效应的影响,导致波束失真、波束宽度增大、波束指向性能下降等。
为了确保相控阵天线在实际应用中满足远场条件,我们需要满足以下几个条件:1.天线阵列的尺寸:天线阵列的尺寸需要满足一定的要求,即天线直径需要大于等于波长。
2.观察距离:观察距离需要大于等于波长的十倍或更大。
3.阵元间距和阵列尺寸:相控阵天线的阵元间距和阵列尺寸需要满足一定的要求,以确保阵列在远场条件下有良好的波束形成性能。
远场条件的满足对于相控阵天线的应用和性能至关重要。
远场条件不仅影响到相控阵天线的波束形成和指向性能,还决定了天线的覆盖范围和通信距离。
因此,在设计和应用相控阵天线时,了解和满足远场条件是非常重要的。
天线远场距离计算方式天线远场距离是指天线与辐射场发生远场效应的距离。
在天线远离辐射源时,辐射场会逐渐转变为远场,此时天线的电磁辐射特性会发生明显变化。
计算天线远场距离是天线工程设计和电磁场分析中的重要问题之一。
天线远场距离的计算方式可以通过天线的波长和天线尺寸来确定。
当天线与辐射场之间的距离大于远场距离时,可以近似认为天线处于远场区域。
天线远场距离的计算公式如下:远场距离= 2D² / λ其中,D为天线最大尺寸,λ为天线工作频率的波长。
这个公式是通过射线的干涉和相位前进来推导的。
在天线远离辐射源时,远场距离的增加将导致辐射场的衰减,天线接收到的辐射功率也随之减小。
天线远场距离的计算方式可以用来评估天线工作的有效距离。
当天线与辐射源之间的距离小于远场距离时,天线接收到的信号将受到较大的干扰,工作效果不佳。
因此,在进行天线工程设计时,需要根据具体的应用需求来确定天线的远场距离。
在实际应用中,天线远场距离的计算通常需要考虑天线的类型、天线尺寸、工作频率等因素。
不同类型的天线具有不同的辐射特性,因此其远场距离也会有所不同。
此外,天线的尺寸和工作频率也会对远场距离的计算结果产生影响。
在天线工程设计中,为了实现更好的信号传输和接收效果,需要合理选择天线的远场距离。
如果天线与辐射源之间的距离小于远场距离,可能会导致信号受到干扰,降低通信质量。
而如果天线与辐射源之间的距离大于远场距离,天线接收到的信号可能过于微弱,无法有效传输。
天线远场距离是指天线与辐射场发生远场效应的距离。
通过计算天线的波长和天线尺寸,可以确定天线的远场距离。
合理选择天线的远场距离可以提高信号传输和接收的效果,是天线工程设计中的重要问题。
基于阵列天线测试的远场条件分析季一钧;邹慧;朱玉权【摘要】分析了阵列天线远场通道校准测试中,远场条件选择与通道幅相数据误差之间的关系,给出了幅相误差计算公式,对相控阵列电扫方向图随远场条件变化情况进行了说明,并讨论了子阵工作模式下的子阵方向图以及指向差畸变情况.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】4页(P100-103)【关键词】电扫阵列;通道校准;子阵方向图;远场条件【作者】季一钧;邹慧;朱玉权【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】TN821.80 引言随着电子技术的飞速发展,现代电子战设备以及战术体系逐渐趋于高集成度、数字化形式。
阵列天线作为一种电扫描天线(ESA),相比于传统的机械扫描天线,可灵活改变各通道单元的幅度、相位来实现波束赋形,具有扫描速度快、目标数据率高、多目标跟踪能力强等优点,满足了现代电子战通用性、一体化、综合化的设计理念[1-2]。
阵列天线的多通道、数字化等特点在提供设计便利性的同时,也对其测试方法以及使用条件提出了更严格的限定。
内场测试环境往往会受到场地以及设施的影响,不可避免地带来测量误差。
本文通过对比阵列单元数、口径大小以及测试距离之间的关系,分析了远场条件的选取对通道测试中单元采样数据的幅相影响情况以及方向图的增益、副瓣、主波束指向的影响情况。
1 远场条件分析及对单元通道数据的影响阵列天线的核心为前端收发(TR)组件,全数字阵列天线的每个通道都对应一个TR 组件。
为确保每个通道的一致性,避免由于通道的幅相差异导致方向图的畸变,首先要对阵列的各个通道进行校准。
目前,主流的通道校准方式包括近场校准测试、远场校准测试。
对于近场校准测试,则需要1套完整的近场测试系统,主要是通过使用测试探头在距离天线单元3~5个波长距离上对通道进行幅相采集,并将数据制作成校准表,当阵列工作时可下发给波束控制系统,从而抵消通道误差。
相控阵天线eirp计算摘要:1.相控阵天线的基本概念2.EIRP 的定义和计算方法3.相控阵天线eirp 计算的步骤和实例4.相控阵天线eirp 计算的应用和意义正文:相控阵天线是一种具有高指向性和高增益的天线系统,其基本原理是通过控制阵列中各天线单元的相位来实现波束指向和形状的变化。
在相控阵天线的设计和应用中,有效等向辐射功率(EIRP)是一个非常重要的参数,它直接影响到系统的性能和合规性。
下面,我们将详细介绍相控阵天线eirp 计算的方法和步骤。
首先,我们来了解一下EIRP 的定义。
EIRP 是指天线在某一方向上发射的功率,经过空间传播后的等效辐射功率。
它的计算公式为:EIRP = P / (4 * π * d^2),其中P 是天线的发射功率,d 是天线与地面的距离。
在相控阵天线系统中,由于天线阵列中各单元的相位不同,导致辐射场分布复杂。
为了计算阵列天线的EIRP,需要先计算每个天线单元的辐射功率,然后将它们相加以获得总辐射功率。
具体步骤如下:1.根据天线阵列的参数(如天线单元数量、阵列尺寸、天线单元间距等)计算天线单元的辐射方向图。
2.利用辐射方向图和天线单元的相位信息,计算每个天线单元在某一方向上的辐射功率。
3.将每个天线单元的辐射功率相加,得到阵列天线的总辐射功率。
4.根据天线与地面的距离,计算阵列天线的EIRP。
相控阵天线eirp 计算在实际应用中有着重要的意义。
通过合理控制天线阵列的参数和相位,可以优化系统的EIRP 分布,提高系统的性能。
此外,EIRP 也是评估天线系统是否符合相关法规和标准的重要依据。
在我国,对于无线通信、广播和导航等领域的天线系统,其EIRP 需符合国家相关标准的规定。
综上所述,相控阵天线eirp 计算是天线系统设计和应用中不可或缺的一环。
天线的近场和远场的判定条件
天线的近场和远场是根据电磁场的特性来区分的。
近场是指天线周围存在的电磁场,它的条件是:天线测量时的距离d小于天线的最大物理口径尺寸D与工作波长λ的平方根之比的2倍,即$d <
\frac{2D^2}{\lambda}$。
在近场中,电磁场能量在天线周围空间及天线之间周期性地来回流动,不向外发射。
远场是指电磁场能量脱离天线以电磁波的形式向外辐射的区域,它的条件是:天线测量时的距离d大于天线的最大物理口径尺寸D与工作波长λ的平方
根之比的2倍,即$d > \frac{2D^2}{\lambda}$。
希望以上内容对您有帮助,如需了解更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
天线近场与远场换算公式天线近场与远场换算公式1. 什么是天线近场与远场天线近场和远场是天线工作区域的两个不同区域。
近场是指离天线较近的区域,远场是指远离天线的区域。
在天线的近场区域,电磁场具有复杂的结构和强度分布,电磁场随距离的变化较大。
而在天线的远场区域,电磁场的结构和强度变化相对较小,满足一定的辐射远场条件。
2. 天线近场与远场换算公式天线近场与远场之间的换算可以使用下面的公式:1.近场到远场距离(D)计算公式:D = 2 * D² / λ其中,D是天线距离远场的距离,λ是天线工作的频率对应的波长。
2.天线辐射场的相对距离(R)计算公式:R = 2 * D² / λ其中,R是天线工作频率对应波长下的天线辐射场的相对距离,D是天线距离远场的距离,λ是天线工作的频率对应的波长。
3. 举例说明以一个工作频率为 GHz(对应波长为 m)的Wi-Fi天线为例,假设天线距离远场的距离为10 m,我们可以利用上述公式计算近场到远场的距离和辐射场的相对距离。
根据第一条公式:D = 2 * 10² / = 320 m即天线的近场到远场距离为320 m。
根据第二条公式:R = 2 * 10² / = 320即天线工作频率对应波长下的天线辐射场的相对距离为320。
综上所述,对于这个Wi-Fi天线来说,在距离天线10 m处,可以视为远场区域,并且辐射场的相对距离为320。
4. 近场与远场的特点及应用近场和远场在天线工程中有着不同的特点和应用。
近场特点及应用:•近场是离天线较近的区域,电磁场的结构和强度变化较大。
•近场区域主要发生电场和磁场的耦合和传输,电磁场存在复杂的衰减和散射现象。
•近场电磁场对物体的影响较大,适用于无线能量传输、近距离通信等应用。
远场特点及应用:•远场是离天线较远的区域,电磁场的结构和强度变化较小。
•远场区域主要体现为电磁波的辐射,电场和磁场呈正交关系。
•远场电磁场具有较远的传播距离和较强的穿透能力,适用于无线通信、无线定位等应用。
天线的辐射场分为三个区域,分别是电抗性近场,辐射近场(又称为“菲涅耳区”),以及辐射远场(又称为“夫琅和费区”)。
我们平时所说的近场和远场的边界是菲涅耳区与夫琅和费区边界的瑞利距离,用的是波程差作判据:“从源天线按球面波前到达待测天线之边缘与待测天线之中心的波程差为λ/16”。
这个就是大家所熟悉的R=2D^2/λ。
R就是待测天线到远场区边界的距离,D是天线物理口径的最大尺寸(这个物理口径的最大尺寸是这个意思:假设用一个圆球将天线包裹起来,这个圆球最小的直径。
),λ就是工作波长。
假设有一个900MHz的手机,手机的板长为100mm,用的是一般的PIFA或monopole天线。
由于手机天线所在的PCB都较小,PCB的地已经是辐射体而不是一般的反射体,即天线的一部分,再加上天线本身有一定的剖面高度。
所以算下来,D大约取100mm多一点,按照前面的公式计算远场距离R大约为60mm。
这样看来,手机天线的远场似乎并不“远”,也没多大嘛,那为什么我们平时测试手机天线的探头要离得那么远呢?[em02]问题就在于,手机天线属于电小天线,而电小天线是不适用波程差判据的。
电小天线需要附加判据,其中一种就是:“旋转待测天线导致测试距离的改变对所得测量结果影响不大,即峰谷起伏不确定度在额定值内。
”计算公式就不附上了,假设峰谷起伏不确定度为0.5dB,计算所得待测天线旋转效应足够小的最小距离R=164mm,这个距离就比较远了。
[em09]我上面的说法涉及一些比较晦涩的理论,并且知识跨度有一定的跳跃性,可能不是特别直观易懂,有兴趣地可以去看看约翰克劳斯教授的《天线》中的“天线测量”一章,可以加深理解。
本文来自:我爱研发网() - R&D大本营详细出处:/bbs/Archive_Thread.asp?SID=203729&TID=3相当专业撒,确实有点难懂?再问下什么样的天线可看作电小天线,为什么电小天线不适用波程差判断?[/QUOTE]什么是电小天线?按照H.A.Wheeler的定义是l/λ≤1/2π的天线称为电小天线。
相控阵天线的基本原理介绍相控阵天线是目前卫星移动通信系统中最重要的一种天线形式,由三个部分组成:天线阵、馈电网络和波束控制器。
基本原理是微处理器接收到包含通信方向的控制信息后,根据控制软件提供的算法计算出各个移相器的相移量,然后通过天线控制器来控制馈电网络完成移相过程。
由于移相能够补偿同一信号到达各个不同阵元而产生的时间差,所以此时天线阵的输出同相叠加达到最大。
一旦信号方向发生变化,只要通过调整移相器的相移量就可使天线阵波束的最大指向做相应的变化,从而实现波束扫描和跟踪。
相控阵天线有相控扫描线天线阵和平面相控阵天线。
图一图一 N单元相阵远区观察点P处的总场强可以是认为线阵中N个单元在P点产生的辐射场强叠加:图二线性相控阵天线这一天线阵的方向图函数为:图三平面相控阵天线相控阵在快速跟踪雷达、测相等领域得到广泛的应用,它可以使主瓣指向随着通信的需要而不断地调整。
相控阵为主瓣最大值方向或方向图形主要由单位激励电流的相对来控制天线阵。
通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位改变方向图形状的天线。
控制相位可以改变天线方向图最大值的指向,以达到波速扫描的目的。
在特殊情况下,也可以控制副瓣电平、最小值位置和整个方向图的形状。
用机械方法旋转天线时,惯性大、速度慢,相控阵天线克服了这已缺点,波速的扫描高。
它的馈电相一般用电子计算机控制,相位变化速度快,即天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。
这是相控阵天线的最大特点。
一般相控阵天线应对每一辐射单元的相位进行控制。
为了节省移相器和简化控制线路,有时几个辐射单元共用一个移相器。
相控阵天线的关键器件是移相器和天线辐射单元。
移相器分连续式移相器和数字式移相器两种。
连续式移相器的移相值可在0°~360°范围内连续变化,数字式移相器的移相值是离散的,只能是360×(1/2)^n的整数倍,移相器应保证在一定的频率范围内获得所需要的移相值。
天线辐射单元的设计应使一定移相范围内和一定频率范围内的输入阻抗的变化尽可能小,以保证发射机正常工作,防止由于射频信号的多次反射而出现寄生副瓣和方向图中出现凹点的现象。
远场条件公式
远场条件公式是电磁场理论中的一个重要公式,它描述了电磁波在远离辐射源的区域内的传播特性。
在电磁场理论中,远场是指距离辐射源足够远的区域,此时电磁波的传播可以近似为平面波的传播。
远场条件公式可以用来计算电磁波在远场区域内的电场和磁场强度。
它的表达式为:
E = (1/4πε0c^2) × [(p × r)/r^3] × exp(-jkr)
B = (1/μ0c^2) × [(p × r)/r^3] × exp(-jkr)
其中,E和B分别表示电场和磁场强度,p表示辐射源的偶极矩,r表示观测点与辐射源之间的距离,k表示波数,c表示光速,ε0和μ0分别表示真空中的电常数和磁常数。
远场条件公式的应用非常广泛,例如在天线设计中,可以利用远场条件公式来计算天线的辐射特性;在雷达系统中,可以利用远场条件公式来计算雷达信号的传播特性和接收信号的强度等。
需要注意的是,远场条件公式只适用于距离辐射源足够远的区域,当观测点距离辐射源较近时,电磁波的传播将受到辐射源的影响,此时需要采用近场条件公式来计算电磁场强度。
远场条件公式是电磁场理论中的一个重要公式,它描述了电磁波在远离辐射源的区域内的传播特性,具有广泛的应用价值。
相控阵天线远场测试场测量方法窦晓杰;程乃平;倪淑燕【摘要】Appropriate testing method should be selected to test the characteristics of phased array antennas. In order to study the far⁃field testing of phased array antennas,a far⁃field testing field measurement is adopted. The measuring methods of characteristics of EIRP,G/T and antenna pattern are introduced and researched. The beam correction and electric level compen⁃sation are explained. The method can accurately measure the far⁃field performance of phased array antennas and be used in engi⁃neering practice.% 对相控阵天线的特性需要选择合适的测试方法进行测试,为了研究相控阵天线的远场测试,采用远场的测试场测量,对相控阵天线的EIRP、G/T值以及方向图等指标特性的测量方法进行了介绍和研究,并进行了波束修正与电平补偿的说明,此测试方法可准确测量相控阵天线的远场性能并应用于工程实践。
【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】3页(P54-56)【关键词】相控阵天线;远场测试;EIRP;G/T;天线方向图【作者】窦晓杰;程乃平;倪淑燕【作者单位】装备学院研究生院,北京 101416;装备学院光电装备系,北京101416;装备学院光电装备系,北京 101416【正文语种】中文【中图分类】TN82-340 引言随着电磁研究的深入和电子技术的发展,天线的发展和应用已经渗透到导航、通信、电子对抗和雷达等诸多领域[1],多波束天线可通过相控阵同时或分时地形成多个相互独立的发射或接收波束,实现波束形状的灵活控制和波束指向的迅速切换[2]。
相控阵天线远场条件公式
相控阵天线是一种能够通过调整信号的相位和振幅来改变辐射方向和波束形状的天线。
在远场条件下,相控阵天线的性能往往可以通过公式来描述和计算。
相控阵天线的远场条件公式包括两个方面:远场条件的判定和远场条件的计算。
远场条件的判定是指确定相控阵天线是否处于远场区域。
根据瑞利准则,可以通过以下公式来判定:
D > 2D^2/λ
其中,D是天线的最大尺寸,λ是天线工作频率的波长。
如果天线距离接收点(或发射点)的距离大于上述公式计算的结果,则认为相控阵天线处于远场区域。
远场条件的计算是指在已知远场区域的情况下,计算相控阵天线的波束形成和辐射特性。
远场区域中,可以通过以下公式计算天线的辐射场和波束形状:
E(θ,φ) = Σ(Ai * ejkr * AF(θi,φi))
其中,E(θ,φ)表示在方位角θ和俯仰角φ处的电场值;Ai 表示天线阵元的幅度权重;k表示波数,k=2π/λ;r表示天线与接收点(或发射点)的距离;AF(θi,φi)表示天线阵元的方向因子,即天线阵元的辐射方向特性。
通过计算上述公式,可以得到相控阵天线在远场区域的辐射场和波束形状。
根据辐射场的特性,可以对相控阵天线进行信号处理,实现波束形状的调整和目标信号的增强。
总结起来,相控阵天线的远场条件公式包括远场条件的判定和远场条件的计算。
这些公式是相控阵天线设计和性能分析的基础,能够帮助工程师有效地设计和优化相控阵天线系统。