chap9平面口径的辐射

1、第九章第九章 平面口径的辐射平面口径的辐射 9.1 平面口径的增益和口径效率 这里以矩形口径为例，来讨论平面口径的增益和口径效率。 设矩形口径电场分布为 则口径面上磁场为 这相当于横电磁平面波投射到口径面上的情况其辐射功率就为 (9.1)由（8.32）可求得远区辐射电场的模为理想点源辐射功率为 由增益定义 inrPPP0将前面的公式(9.1),(9.2)代入后可以得到(9.2)(9.3)(9.4)在工程上，一般是求最大辐射方向(=0)的增益，即 式中，口径效率为：(9.5)(9.6)(9.7)9.2 矩形同相口径的辐射场 即口径场是等相位的。矩形口径的辐射问题，常见的有矩形波导口天线、E面扇形

2、喇叭、H面扇形喇叭和角锥喇叭等，如图所示： 矩形口径天线 矩形口径面上的电磁场一般是线极化的。通常设电场矢量为y轴方向。磁场矢量为x轴方向。这相当于横电磁波垂直投射到口径面上的情况。由前面的公式可见。要计算口径天线的辐射场，只须知道口径面上的电场分布即可，如上三种矩形口径，其口径面上的电场分布是各不相同的，而且喇叭天线口径面上场的相位并不同相。为简单起见，这一节主要讨论口径场相位同相，幅度为各种典型分布的情况。一、口径场为均匀分布 设矩形口径如图所示，其均匀分布的口径场表示为场为均匀分布的矩形口径 1. 辐射场 由公式(8.32)可得 (9.8)(9.9)(9.10)(8.32)(9.11)(

3、9.12)(9.13)2. 方向图函数 由上面的结果可得均匀口径场分布的矩形口径E面和H面方向图函数为 (9.14)(9.15)者的方向图尖锐得多。所以，有时讨论口径方向图时可不计面元方向图因子。下图F(u)(9.16)侧射阵20lg 0.212 =-13.5dB（）二、口径场为余弦分布 (9.17)(9.18)(9.19)讲义（8.37）(8.37)2. 方向图函数 由上面两式可得H面和E面方向图函数为 (9.20)(9.21)9.3 圆形同相口径的辐射场 实际中除矩形口径天线外，还经常用到圆口径天线，如圆波导口天线、圆锥喇叭天线、旋转抛物面天线等，如图所示。 这一节主要讨论相位同相，幅度为

4、几种典型分布的圆形口径问题。 （9.22)(9.23)(8.36)将（9.23）代入（8.36）有（9.24）(9.25)(9.26)(9.27)(9.28)下图F(u)(9.29)0.131(9.30)(9.31)(9.32)0.059(9.33)(9.34)(9.35)讲义(9.24)变9.3 口径场相位分布对方向图的影响 前面讨论的口径场辐射，是假设平面口径上的相位分布是同相的。口径上相位分布为同相的情况，是在大多数口面天线设计中所希望的。因为，若口径场相位为不同相分布的话，其结果可能将使方向图指向发生偏移，主瓣变宽，副瓣电平变高，增益下降。 在工程实际中，有的天线结构本身就使得其口径面上的场相位不同相。如E面喇叭、H面喇叭、角锥喇叭和圆锥喇叭等。有的天线在设计时是使口径上场相位同相，如旋转抛物面天线等，但由于机械加工误差或馈源安装误差，使得口径上场相位不同相。因此，这一节主要讨论口径场相位分布对辐射方向图