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1、 对称振子称振子 对称振子：由两根大小相同的导线或金属棒组成对于开路线：电流分布I1.电流分布应为连续（除馈电点外，连续），振子终端应为电流节点。2.由于开路，电流形成驻波分布，为正弦状态，每个周期的长度为一个波长。3.电流分布对称。4.两臂上相对应点的电流方向为同向。故对称振子的电流分布应有：l =1l, 2l =2l对称振子的称振子的电流分布流分布l =0.05l， 2l =0.1l电小天线l =0.25l，2l =0.5l半波振子l =0.5l， 2l =1l全波振子l =0.6l，2l =1.2ll的对称振子的方向图对称振子的方向称振子的方向图对称振子的方向图随它的电长度而变化，（对于
2、固定长度的天线，其方向图随频率而变）l的对称振子的方向图l l1l的对称振子的方向图l ll的对称振子的方向图l ll的对称振子的方向图l l2l的对称振子的方向图l =1l分析分析对称振子天称振子天线的方向的方向图（E面）可以看出：面）可以看出：l l时，随着振子长度的增加，其方向图波瓣变尖锐，其最大辐射方向在q =90，无副瓣；当l l 时，开始出现副瓣，但最大辐射方向仍在q =90的方向上；当l l 时，最大辐射方向将偏离q =90的方向；（当l l ，出现反向电流，场为反向叠加）；当l =l时，天线上的反向电流与正向电流相同，故在q =90上场将完全抵消，其总场为零，但在q =60的方
3、向上，由于场的行程差引起的相位差和电流的相位差互相抵消，从而形成场的最大值。2l=0.1l 0.5l 1l 1.25l 1.5l 2l形成不同方向性形成不同方向性的主要因素：的主要因素：1）基本元的方向性；2）天线上I的幅值和相位；3）由各基本元到远区观察点的射线间的波程差。上述因素是由天线的结构形式、尺寸以及馈电方式决定。辐射射电阻：阻： （归于波腹于波腹电流流Im的的辐射射电阻）阻）半波对称振子全波振子对称振子 曲线电小天线辐射阻抗射阻抗 半波对称振子：方向系数方向系数 曲线半波振子天线：D5.5 天天线阵列与方向列与方向图乘乘积定理定理 1方向图乘积定理二元阵列天线，其阵元的结构及尺寸相
4、同。两元的距离为d，电流分别为I1和I2，这里m为两电流振幅比，b 为两电流的相位差。对于距离天线很远的观察点M而言，阵元1和2到M点的射线相互平行，则：二元阵r1r2由于两由于两阵元有：元有：对于阵元1在M点产生的场：则阵元2在M点所产生的场为：与电流成正比M点的合成场强为点的合成场强为 式中令则上式可：方向图乘积定理：即由相似元所构成的天线阵列的方向性函数farry(a)等于各阵元单独存在时的方向性函数F(q )（元因子）和阵方向函数fa (a)（阵因子）的乘积。阵因子方向方向图乘乘积定理：定理：v阵元为相似元； v阵元的方向性函数F(q ) ，其自变量不一定等于a ，如对称振子，其q为振
5、子轴与射线之间的夹角， 而a为射线与阵轴的夹角；（q 不一定等于a ） v方向图乘积定理适用于多元阵； v如果F(q )=1 ，为理想点源，则farry(a)=fa (a) 应用方向图乘积定理时应注意：2.均匀直均匀直线阵 N个阵元排列在一直线上；各元的电流幅度相等（I1=I2=In=I）；相邻元的间距相等（d）；电流的相位依次递增（相邻元相位相差b )N元均匀直线阵应满足：由叠加定理：由叠加定理： 由于阵元的结构一致，故其场的方向函数一致，场的振幅可用标量表示：其阵因子是一等比级数：式中为总场强的相位因子，如以阵的中心点作为参考点，则此因子为零。式中：其幅值为： 当y =0时，阵元在M点所产
6、生的场同相叠加，故场强最大。对上式取极限： 则均匀线阵的归一化方向函数为：式中：N=2N=3N=4N=5N=10N=20y若要求均匀直线阵在a =am方向产生最大辐射Emax由相位差阵元间距的电长度 均匀线阵的归一化方向图当阵的最大辐射方向在垂直于阵轴的方向上，称为边射阵或侧射式天线阵。由上式可得b b =0=0。边射射阵端射端射阵当阵的最大辐射方向在阵轴的方向上称为端射式天线阵，或端射阵。由上式可得 =kdkd相控相控阵若控制阵元电流相位使之在0到kd之间变化，则阵因子最大值的方向也在变（等于最大方向在扫描）。b =0b=kd例例：四个无方向性点源排列如：四个无方向性点源排列如图，阵子的子的间距距为 求天求天线阵的方向性（的方向性（XOY，XOZ平面的方向平面的方向图）。）。 解：端射阵。za1234由方向图乘积定理：其中无方向性点源的方向函数：对四元阵：a为场点与z轴的夹角： 则其阵因子为：则其阵因子为：XOZ面：（f =0)XOY面：（q =90)如如果果阵元元为电基基本本振振子子且且振子与振子与x轴平行平行则有有H面为yoz面E面为xoz面E面阵列方向性za1234
