[转载]阵列天线排阵间距与天线增益的关系探讨（转载）原⽂地址：阵列天线排阵间距与天线增益的关系探讨(转载)作者：马墨林 阵列天线排阵间距与天线增益的关系探讨地沟油检测方法
摘要在天线的设计中，为增强天线的⽅向性、提⾼天线增益，经常⽤到天线阵列。阵列天线的增益与排阵间距有关。对于具有某⼀波束宽度的天线，给出了能使阵列天线获得最⼤增益的最佳间距。在⼯程设计应⽤上，分析了⾼增益单元天线进⾏排阵时排阵间距选择问题。 关键词阵列天线排阵间距天线增益
压花皮1 引⾔
水溶液锂电池在天线的设计中，为增强天线的⽅向性、提⾼天线增益，经常⽤到天线阵列。天线阵列的辐射特性取决于阵元的结构、数⽬、排列⽅式以及整个阵的电流幅度和相位分布等因素。由天线阵理论可知，若单元天线的主瓣波束宽度较窄，为获得较⾼的排阵增益，则要求阵因⼦⽅向图的波瓣也较窄，即需要较⼤的排阵间距。但是，对于主瓣较宽的天线来说，过⼤的间距反⽽会引起较⼤的副瓣，因此较⼩的间距是适当的。对于⼀定波束宽度的单元天线，都有使其获得最⼤排阵增益的排阵间距。该⽂定量计算了不同波束宽度单元天线的排阵间距与天线增益的关系，可以为天线排阵设计提供参考。
自锁螺钉2 天线排阵增益最佳间距
以半波振⼦天线等幅同相⼆元阵为例，进⾏定量计算。对于半波振⼦天线，其单元⽅向图函数为：
取不同的排阵间距，得出不同的天线阵列增益，从⽽得出半波振⼦天线⼆元阵增益与天线排阵间距的关系，绘制成曲线如图1所⽰。从图中的结果可知，当排阵间距为0．95A时，该⼆元天线阵具有最⾼增益为5．41 dBi，其中排阵对增益的贡献为5．41―2．15=3．26 dB。当排阵间距⼤于0．95 时，天线阵增益反⽽下降，增益与间距的曲线类似于阻尼振荡的形状，增益最终收敛在5．16 dBi。从上述的分析可以得出，如只考虑天线增益，则0．95A的排阵间距为最佳间距。当然，此时天线的副瓣会较⾼，天线的长度也会较⼤，在应⽤中要根据实际电⽓和结构指标要求，选择相应的排阵间距。
由于天线阵列⽅向图是天线单元与阵因⼦的乘积，因此对于不同波束宽度的单元天线，使天线阵列获得最⼤增益的排阵间距是不同的。单元天
线的波束宽度与使等幅⼆元阵最佳间(仅指使天线阵列获得最⼤增益的排阵间距)的关系曲线如图2所⽰从图2中可知，单元天线波束越窄(即增益越⾼)，其等幅⼆元阵获得最⼤增益的排阵间距越⼤
3 ⾼增益天线单元排阵增益问题
对于宽波束的天线单元，天线排阵增益问题符合⼀般的估算⽅法，天线的排阵增益G与天线单元个数
纤维素水解Ⅳ的关系可近似为：
但是对于窄波束的天线单元，天线的排阵增益就需要仔细考虑。⽐如⼋⽊天线和对数周期天线，单元天线本⾝具有较窄的波束，要通过排阵进⼀步提⾼天线的增益，天线间距的选择⾄关重要。由于单元天线的⽅位和俯仰⽅向都具有较⼩的尺⼨，因此在排阵时，从结构上考虑可以采⽤较⼩的排阵间距。但是采⽤⼩的排阵间距，使得天线单元的波束宽度远远⼩于阵因⼦的波束宽度，根据天线⽅向图乘积定理，排阵后天线阵列的波束宽度没有明显的减⼩，天线阵列的增益相对于天线单元也就没有明显的提⾼，因此天线的排阵效率⾮常低。所以这种类型天线需要较⼤的排阵间距。表1给出了具有l6 dB(半功率波束宽度为28。×28。)的⼋⽊天线组成的⼆元阵的增益以及排阵所贡献增益与排阵间距的关系
分析表1中的数据，可知：①对于⾼增益天线单元排阵，排阵间距很⼩时(0．5A)，排阵对增益的贡献很⼩；②当排阵间距⼤于2．5 时，天线阵列
增益可以增加3 dB；③排阵间距很⼤时，天线主瓣波束变窄，出现栅瓣，不利于实际使⽤。对于⾼增益的
墙布拼接反射⾯天线排阵，由于天线本⾝具有较⼤的尺⼨，⽽窄波束天线所需要的最佳排阵间距也较⼤，因此反射⾯天线也可以选择合适的排阵间距，来提⾼天线的增益。
4 结束语
从⽂中的论述可以说明⼏个问题：
①阵列天线增益与排阵间距密切相关，不同的间距可使天线阵列获得不同的排阵增益。对于等幅⼆元阵，有可能使排阵增益超过3 dB；
②对于不同波束宽度的单元天线，使天线阵列获得最⼤增益的排阵间距是不同的。单元天线波束越窄，其天线阵列获得最⼤增益的排阵间距越⼤；
③对于⾼增益单元天线，要获得较⾼的排阵增益，需要较⼤的排阵间距。
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