相控阵天线（六）：直线阵列天线特殊综合方法（变形泰勒综合法、贝利斯综合法、伍德沃德抽样法）

2024-05-13 09:45:50

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简介
变形泰勒综合法
贝利斯综合法
伍德沃德-劳森抽样法
配相抵消法

简介

阵列天线的综合问题是其分析的逆问题，即是在预先给定辐射特性(如方向图形状、副瓣电平等)的情况下，综合出阵列激励幅度和相位。其中特殊综合主要包括：左右副瓣电平不相同的变形泰勒综合方法；差方向图的低副瓣综合方法-贝利斯综合法；指定方向图函数逼近的综合法-伍德沃德-劳森抽样法；低副瓣阵列的相位综合方法-配相法）

变形泰勒综合法

为了满足某些实际应用，希望方向图主瓣两边的副瓣电平不同。采用变形的泰勒方向图综合法就可实现这种情况，由于方向图的不对称将导致综合得到的激励分布也不对称，而且会引入激励相位分布，使得激励分布为复数。
变形泰勒分布的各个单元的激励分布公式如下所示：

左右副瓣电平不对称的阵列激励分布如下所示：

左右副瓣电平不对称的阵列方向图如下所示：

贝利斯综合法

切比雪夫综合法、泰勒综合法、全波正弦分布、均匀分布等都可实现差方向图，但是这些分布实现的差方向图副瓣高，且副瓣电平不可控制。有时希望差方向图的副瓣电平低（如小于-25dB），且副瓣电平可以控制，则可采用贝利斯综合方法。
贝利斯综合法计算阵列各单元的激励分布公式如下：

不同副瓣电平的贝利斯分布如下所示：

不同副瓣电平的贝利斯方向图如下所示：

伍德沃德-劳森抽样法

对于长为 L 的连续线源，伍德沃德方法是令连续线源的总电流 I(z)在线上用若干谐波电流 I_n(z)的有限和来表示:

θ_n代表所需方向图的抽样角度。由各谐波电流 I_n(z)产生的场方向图函数(即构成函数)为：

由总电流I(z)产生的总方向图为：

如上，总电流和各谐波电流的最大值都在θ=θ_n处。如果：s(θ) = f(θ)，f(θ)为预给的方向图（想要综合得到的方向图）则当 θ=θ_n时，a_n = f(θ_n)，a_n为激励系数，这样就得到了所需激励。
通过伍德沃德–劳森抽样法对方波束进行综合，得到的激励如下所示：

通过伍德沃德–劳森抽样法综合得到的方波束方向图如下所示：

配相抵消法

这种方法是对阵列若干个单元进行“0、π配相”使得阵列天线在副瓣方向上这些单元的辐射场相互抵消，从而实现降低副瓣电平的目的。
一个40阵元的激励，等幅度分布，相位分布如下所示：

配相法得到的副瓣电平小于-15dB，方向图如下所示：

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