天线阵列 为适合各种场合的应用,将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线,按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列,也叫天线阵。构成天线阵的天线辐射单元称为阵元。 天线阵的工作原理可以看成是电磁波(电磁场)的叠加。对几列电磁波来讲,当它们传到同一区域时,按照叠加原理,电磁波将产生矢量叠加。叠加结果不仅与各列电磁波的振幅大小有关,而且与它们在相遇区间内相互之间的相位差有关。 我们知道,电磁波的相位组成包含三部分:时间相位,空间相位,初相位。就初相位来讲,当发射天线和工作频率确定后,其初相位就是确定的,而在几列电磁波相遇的时刻,时间相位也是确定的,只有空间相位可能发生变化,因为组成天线阵列的各单元天线位置不同,各自发出的电磁波传到同一接收区域走的空间路径不同,这样就会造成空间相位的数值大小不相同。正是由于位于不同位置上的发射天线所发出的电磁波传到同一接收区域造成的空间相位出现差别,必然引起几列电磁波在相遇区域形成同相位叠加,总场强增强,反相位叠加,总场强削弱。若总场强的增强和削弱区域在空间保持相对固定,就相当于用天线阵改变了单个天线的辐射场结构,这就是天线阵改变辐射场大小和的原理。 天线阵列也可以按照天线元的连接方式分类。相控阵的所有接到馈线,对于单个天线元,还有相位偏移、功率分配和阻抗匹配等问题,但是他们都接收来自于馈线的功率(假设为发射天线)。由于发射机提供了用于“驱动”各个天线元的功率,因此这种天线也叫“被驱动阵列”。另一方面,有些天线阵列中只有一个天线元与馈线相连接,而其他元的工作则是吸收和转射来自被驱动天线元的辐射功率,这些天线元叫做“寄生元”,这种天线叫做“寄生阵列”。 相控阵按最大辐射方向,可分为垂射和端射两种。如果天线阵列的最大辐射方向与天线的主轴(这个主轴并不一定与其中单个天线元的主轴相同)相垂直,则称这种天线为垂射天线阵列;如果最大辐射方向沿着天线的主轴,则称为端射天线。