§5.5 阵列天线中各单元之间的互耦影响
相控阵天线是由大量辐射单元组成的,单元之间的互耦效应将使阵列单元
馈电电路的反射增大,甚至出现盲区,使天线无法工作。
一个有限口径的相控阵,由于单元在阵列中的位置不同则受周围单元的互
耦影响就不同,互耦不仅影响单元的馈电电路中的反射,还将影响单元的方向
图。在前面的阵列辐射方向图分析中没有考虑阵列的互耦影响。
阵列中的某个单元仅受邻近的一些单元的互耦影响。互耦的大小除与距离
有关外还与单元的方向图、极化等有关。在相控阵天线的扫描过程中,随着波
束指向的变化,互耦影响也将变化,扫描角度愈大,互耦就愈严重。另一方面,
相控阵天线为了不出现栅瓣,往往使得单元间距较小而排列较紧密,互耦也必
然会增强。因此,在相控阵天线中互耦是不可忽略,且是在不断变化的。其后
果是:将引起单元阻抗失配;影响功率发射;阵列方向图畸变;以至出现扫描
盲区等等。
互耦是两个天线之间的能量相互耦合效应或电磁感应。由于单元具有较宽
的方向图,故不可能将能量集中在一个方向辐射,或只接收某一方向的入射波。
发射时,辐射能量将沿着方向图不为零的所有方向辐射,因此就有一部分能量
进入其它的单元方向图不为零的作用范围内而被接收,于是在这个单元上产生
感应电流而被再激励(寄生激励)。这个寄生激励的能量又以其固有的方向图辐射
出去,且其中的一部分又耦合回原来的单元中。同时,还有一部分进入到信号
源中,而产生反射引起失配。这种现象称为单元间的互耦影响。
如果波束扫描,则单元间的相位差随之变化。于是一个单元耦合到另一个
单元的能量也将改变,从而改变了互耦能量的强弱。能量耦合与单元方向图、
极化、阵列馈电网格形状等有关。单元方向图愈尖锐,互耦就愈弱,但是单元
方向图愈尖锐则阵列波束扫描范围愈窄。所以在单元方向图的选择上要全面考
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2023-01-20 09:00:40
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阵列天线
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