阵列天线分析与综合复习

1、阵列天线分析与综合复习第一章直线阵列的分析1. 什么是阵列天线的分析？2. 什么是阵列天线的综合？3. 能导出均匀直线阵列的阵因子 S(uHSin(NU/2), u=kdcossin (u/2)当阵轴为x轴、y轴或z轴时，cos 1的表示分别是什么？阵因子与哪些因素有关？4. 均匀侧射阵与端射阵(1) 什么是均匀直线侧射阵和端射阵？它们的阵因子表示分别是什么？(2) 最大辐射方向及最大值(3) 抑制栅瓣条件(4) 零点位置(5) 主瓣零点宽度(侧射阵、端射阵、扫描阵)(6) 半功率波瓣宽度(侧射阵、端射阵、扫描阵)(7) 副瓣电平。能证明均匀直线阵的副瓣电平SLL=-13.5dB。(8) 方向

2、性系数。能证明不等幅、等间距直线阵的方向性系数公式(1.38)当d = 72时，能证明得到式(2.26)能导出均匀直线侧射阵和端射阵的阵因子公式D =2L/ 和D =4L/ 5. 能用Z变换方法和直接相加法分析书上 P17图1.14、图1.15、图1.17分布 及P34习题1.10正弦分布的阵列。即能根据 P18表1.2的阵列函数简表导 出阵因子，并能写出求和形式的阵因子和作适当的分析。直线阵列能用Z变化法分析的条件限制是什么？6. 谢昆诺夫单位圆辅助分析阵列(1) 能由阵列多项式的零点导出阵列激励分布，见P34习题1.13。(2) 熟悉不同单元间距d时，w=eju,u =kdcosF “ ：

3、；，w在单位圆上的轨迹变化。(3) 根据w在单位圆上的轨迹变化，能说明阵列不出现栅瓣的条件。(4) 单位圆上某点与各零点的距离的乘积含义是什么？(5) 能用单位圆分析一个简单直线阵列。7. 不均匀阵列概念(1) 不等间距阵列(2) 幅度不均匀阵列(3) 相位不均匀阵列(4) 波束展宽方法(5) 相位和幅度误差分析模型8. 单脉冲阵列(激励幅度对称)(1) 和方向图能根据阵列单元顺序排列写出阵因子方向图函数 (单元数不分奇偶) 能根据阵列单元对称排列分奇偶单元数写出阵因子方向图函数。差方向图直线阵列形成差方向图的条件是什么？能根据阵列单元对称排列分奇偶单元数写出差方向图阵因子。能例举五种可实现差

4、方向图的分布，并能画出分布图。均匀分布能实现差方向图的条件是什么？并能导出其差方向图阵因子。第二章 离散直线阵列的综合1. 道尔夫一切比雪夫综合法(1) 阵列单元对称排列时能分奇偶单元数导出切比雪夫综合法所需的阵因子SO(U)和 Se(U)切比雪夫阵列的特点是什么？(3) 切比雪夫综合法的基本思想是什么？ 掌握切比雪夫阵列的设计步骤，能设计单元数为N=68的切比雪夫阵列。(5) 能计算切比雪夫阵列的主瓣零点宽度(BW)o、半功率波瓣宽度(BW)h和方向 性系数D。单元数N<10且d = /2时，应由书上P41式(2.26)计算D;单元数N > 10且RdB =2060dB时，可由近

5、似公式计算 D。(6) 单元间距d的改变对切比雪夫阵列方向图的影响。(7) 主副瓣比R0dB的改变对激励幅度分布和方向图的影响(8) 掌握切比雪夫直线阵列的设计(例2.2)2. 用y多项式综合等副瓣阵列(1) 什么是y多项式？P45熟悉用y多项式分析和综合小阵列(N=5)的方法。P46(3) 功率方向图函数及阵列多项式。(4) 根据切比雪夫多项式的零点位置，能给出用y多项式综合等副瓣直线阵列的 具体步骤。(给出必要的公式。)P49-50, P53其步骤如下：、一八11由主副瓣比 R0 确定 X。: X。= cosh cosh (R0)N -1引入变换x =x()cos(u/2)，且y =2co

6、su，因此有x2 二 x：cos2(u/2) =cosu)=鱼(y 2)24由 cos(N -1)cos'x=0确定零点位置：人二 cos(2i 山2( N T)在第二步中取x二洛并利用y = -q (零点)得:却2，1,2川(j)/2由此可确定c。M奇数单元为N的直线阵的y多项式为：P°dd(y)Li (y ci)2 , M=(N_1)/2 i=1M对应的阵列函数为：Eodd(z)-iU (1 yz z2)i=1把所得到的系数c,代入阵列函数中，展开为z的幕级数后，各项的系数即为直线 阵列的激励分布。(5) 证明无副瓣的阵列分布为二项式系数分布。P524. 能简述伍德沃德-

7、劳森抽样法综合阵列的步骤。(给出必要的公式。)5. 泰勒综合法(1) 能简述构造泰勒方向图函数的基本思想。(2) 线源的理想空间因子、修改空间因子、基本函数是什么？其性质是什么？(3) n的含义是什么？取值如何？(4) 泰勒方向图函数的副瓣电平为何可以调整 ？(5) 能导出书上 P90式(2.273)。(6) 能计算泰勒方向图的主瓣零点宽度、半功率波瓣宽度和方向性系数。(7) 能导出书上P90式(2.277)和(2.278),并能离散化。(顺序离散和对称离散)(8) 能证明当副瓣电平SLL<-25dB时，泰勒阵列的单元数 N>8。(9) 能由一个长为L的连续线源上的电流1()为对称

8、分布1(=)=二Bm c o s ，导出其远区辐射场 E二及空间因子S(u)。 m=0L(10) 简述泰勒综合法综合直线阵列的步骤。(给出必要的公式。) 其步骤如下: 首先根据连续线源的泰勒分布公式2m Ln 4I ( ) -12 S(m)cos(m d1 , m=0式中,S( m)=,”"1-予0 , m _ nn211一、二,n _ 2A 1/2 , A cosh R0 , R0 为主副瓣比。,A2 (n1/2)2二 将线源泰勒分布I()离散为N个抽样点，每个抽样点就为阵列中的一个单N +12兀兀。取 >n=(n- 2 )d , n = 1,2川，N，并令 Pn =, L

9、= Nd，则泰勒分n _J布表示为：|(Pn)=12、S(m)cos( mpn)m 4如上是采用的顺序抽样，既可得到各单元的激励ln=j(pn) , n =1,2,川，N。因此可采用顺序排列阵列的阵因子为NS( u)=:一n4jeu, u kdos*5.差方向图的贝利斯综合(1) 能简述构造贝利斯差方向图函数的基本思想。(2) 其基本函数是什么？性质如何？(3) 贝利斯差方向图的副瓣电平如何调整？ 能导出贝利斯差方向图的口径分布书上P101式(2.307)。(5) 如何离散贝利斯分布？(6) 简述贝利斯综合法综合直线阵列的步骤。(给出必要的公式。)(7) 熟习同时实现和、差方向图的馈电网络第三

10、章平面阵列的分析与综合1. 关于平面阵列的口径分布(1) 什么是可分离型分布？什么是不可分离型分布？(2) 什么样的平面阵可直接采用直线阵列的分析与综合方法进行设计？(3) 能导出可分离型矩形平面阵的阵因子，并能写出均匀平面阵的阵因子。能导出可分离型矩形平面阵的阵因子方向图波束指向关系式P108式(3.10)和(3.11)。2. 平面阵要实现单向辐射的方法是什么？3. 关于平面阵波束宽度(1)经线所在平面内的半功率波瓣宽度Gu cos日o J(C0S %/ 6x：)2 十(Sin % /G> yo)2式中,4 xO和。yO分别表示什么若 0（最大指向在XZ平面内）：-Oxo/cosm若o

11、 - / 2 （最大指向在yz平面内）: 筑-Oyo/cosm经线所在平面内的半功率波瓣宽度 0 u(sin ;：oMS'xo)2 - (cos'o/Dyo)2若：:0 二 0 :v - PyO若：0 =加/2 :面积波瓣宽度Bv©xOB C'uC'v 二cos%sin2 % + (cos®.xOo)2 严。Y：cos o)2当 0=0 12 时,xO%。B =C0SOG'xO对均匀直线侧射阵扎 o=51（o）Ndy对于在x和y方向均为切比雪夫分布的平面阵yO波束展开因子fxO. 6y°x51Md：fxxO°yo=

12、51NdM和N均较大时。cosh Rcxos" 2)°()°()对于在x和y方向均为泰勒分布的平面阵4.°xo : 2 yo平面阵的方向性系数: LRox(cos R)x) 2_(cosh_") 2 (rad)对可分离型分布的矩形栅格矩形平面阵，其方向性系数公式为D - : DxDy cosqDx=2对于均匀直线阵Dy=2514 X051G' y032400B4汉51汉51-: COS"-U'xoQyO式中，B的单位为(°)25. 了解三角形栅格矩形边界平面阵的分析方法6. 平面阵边界的不同对副瓣电平的影响7

13、. 可分离型分布的矩形栅格矩形平面阵的和、差方向图的表示。P1138. 不可分离型切比雪夫平面阵综合法适用的平面阵条件是什么？9. 圆环阵列的分析，能导出其阵因子表示。P12210. 平面圆口径泰勒综合(1) 能简述构造圆口径泰勒方向图函数的基本思想。(2) 其基本函数是什么？性质如何？(3) 能导出圆口径泰勒分布书上 P133式(3.124)(3.126)。 能导出矩形栅格圆形阵列的阵因子表示式(3.128)。11 贝利斯圆口径综合(1) 能简述构造圆口径贝利斯方向图函数的基本思想。(2) 其基本函数是什么？性质如何？12.掌握同时实现平面阵和、差分布的馈电网络。第四章阵列天线的优化设计1. 能把求和形式的直线阵阵因子写成矩阵的表示，等间距2. 能导出方向性系数的矩阵表示式(4.7)。当单元因子d /2，侧射时计算矩阵A和B中的元素a和bm。3. 单元间距为 1