相控阵天线-课件

1 天线的基本结构及工作原理2 天线的输入阻抗3 天线的极化方式4 天线的辐射方向图5 天线的增益6 相控阵的基本模型防雷保护器主馈线（7/8“）天线抱杆室外馈线室内超柔馈线基站主设备反射板反射板振子振子发射时：把高频电流转换为电磁波接收时：把电磁波转换为高频电流电场电场电场电场电场电场振振子子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场1 天线的基本结构及工作原理2 天线的阻抗匹配3 天线的极化方式4 天线的辐射方向图5 天线的增益6 相控阵的基本模型无限无限长传输线上各点上各点电压与与电流的比流的比值等于特等于特性阻抗，用符号。表示性阻抗，用符号。表示 通常。通常。=50欧姆欧姆馈线特性阻抗与特性阻抗与导体直径、体直径、导体体间距和距和导体体间介介质的介的介电常数有关，与常数有关，与馈线长短、工作短、工作频率率以及以及馈线终端所接端所接负载阻抗大小无关。阻抗大小无关。天天线和和馈线的的连接端，即接端，即馈电点两端感点两端感应的信的信号号电压与信号与信号电流之比，称流之比，称为天天线的的输入阻抗入阻抗Z Z9.5 W80 ohms50 ohms朝前朝前:10W返回返回:0.5W 当当馈馈线线和和天天线线匹匹配配时时，高高频频能能量量全全部部被被负负载载吸吸收收，馈馈线线上上只只有有入射波，没有反射波。入射波，没有反射波。而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。当当传输线的特性阻抗。天的特性阻抗。天线的的输入阻抗入阻抗 （-。)反射系数反射系数 -（。）。）（1+）驻波系数波系数-（1-）终端端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，数越小，驻波系数越接近于，匹配也就波系数越接近于，匹配也就越好。越好。1 天线的基本结构及工作原理2 天线的阻抗匹配3 天线的极化方式4 天线的辐射方向图5 天线的增益6 相控阵的基本模型天线的极化就是指天线辐射时形成的电场强度方向：垂直，水平，+45，-45如果电波在传播过程中电场的方向是如果电波在传播过程中电场的方向是旋转的，就叫作旋转的，就叫作椭圆极化波椭圆极化波。旋转过。旋转过程中，如果电场的幅度，即大小保持程中，如果电场的幅度，即大小保持不变，我们就叫它为不变，我们就叫它为圆极化波圆极化波。向传。向传播方向看去顺时针方向旋转的叫播方向看去顺时针方向旋转的叫右旋右旋圆极化波圆极化波，反时针方向旋转的叫做，反时针方向旋转的叫做左左旋圆极化波旋圆极化波。1 天线的基本结构及工作原理2 天线的阻抗匹配3 天线的极化方式4 天线的辐射方向图5 天线的增益6 相控阵的基本模型顶视顶视侧视侧视 在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把在地平面上，为了把信号集中到所需要的地方，要求把“面包圈面包圈”压成扁平的压成扁平的1 天线的基本结构及工作原理2 天线的阻抗匹配3 天线的极化方式4 天线的辐射方向图5 天线的增益6 相控阵的基本模型增益是指在输入功率相等的条件下，增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。功率之比。在同等条件下，增益越高，电波在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远传播的距离越远2590 180 360 半功率波瓣宽度半功率波瓣宽度半波振子半波振子带反射板的半波振子带反射板的半波振子带反射板的两个半波振子带反射板的两个半波振子以半波振子以半波振子为参考的增益为参考的增益0dBd3dBd6dBd理论辐射图理论辐射图板状天线增益与水平波瓣宽度板状天线增益与水平波瓣宽度1 天线的基本结构及工作原理2 天线的阻抗匹配3 天线的极化方式4 天线的辐射方向图5 天线的增益6 相控阵的基本模型不下倾不下倾电调下倾电调下倾机械下倾机械下倾电下倾的产生电下倾的产生无下倾时无下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度相等路径长度相等有下倾时有下倾时在馈电网络中在馈电网络中路径长度不相等路径长度不相等常规天线常规天线电调天线电调天线对于间隔排列为对于间隔排列为d d的的N N个单元阵列，当个单元阵列，当相邻单元的相位呈等相均匀分布时，相邻单元的相位呈等相均匀分布时，天线最大波束形成于天线最大波束形成于法向正前方法向正前方。当相邻单元的相位依次相差当相邻单元的相位依次相差时，最大时，最大波束形成于波束形成于0 0空间方向空间方向。移相器移相器是电调天线的重要组成部分，它通过调节馈电网络的长度来改变各振子馈电相位，实现天线波束下倾 有源相控阵的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件，每个组件都能自己产生，接收电磁波，因此在频宽，信号处理和冗度设计上都比无源相控阵具有较大的优势 无源相控阵仅有一个中央发射机和一个接收机，发射机产生的高频能量经过计算机自动分配给天线阵的各个辐射器，目标反射信号经接收机统一放大