论文部分内容阅读
海上航行器和高空飞行器等与外部联系主要依赖无线通信手段,对于在这类平台上应用很广的阵列天线来说,平台上的其他电子设备可能处在天线阵列的辐射近场内,由于阵列天线的近场特性与辐射远场的特性大不相同,本文对阵列天线辐射近场的特性进行了深入研究,在此基础上实现了发射天线的辐射近场波束形成。本文首先研究了辐射近场与天线距离的关系,对辐射远场和近场临界距离进行了深入探讨,在此基础上,对阵列天线的辐射近场的特性进行了仿真分析,并总结了出了相关规律。最后实现了发射天线的辐射近场波束形成。总结来说,本文重点分析和研究了以下几个方面内容:(1)深入分析了天线场区间的临界距离,探讨了瑞利距离作为远近场临界距离公式的使用条件。虽然天线场区在各类天线文献中都有定义,并且给出了远场和近场的临界距离条件以及感应近场和辐射近场的临界距离条件,但是瑞利距离作为远近场临界距离的使用条件却很模糊。所以根据两个辐射远场的性质对瑞利距离作为远近场临界距离的使用条件进行了探讨,将使用条件D>>λ更加具体化。(2)定量分析了阵列天线辐射近场的特性。虽然各类天线书中都有对阵列天线电磁场分布的描述,但并没有定量地分析辐射近场特性及变化规律,所以本文仿真了21阵元均匀线阵,统计了辐射近场内各个距离下归一化方向图的零陷深度值,并分析了其变化规律。(3)本文使用更加接近实际应用的全波仿真对发射均匀线阵的“置零”波束形成进行了研究。由于全波仿真时考虑了互耦因素,所以必须在波束形成算法中考虑互耦的影响。给出了一种考虑阵列天线互耦效应时的全波仿真自适应天线仿真方法,并使用此仿真方法对均匀线阵进行了一定方向的置零研究,在置零方向得到了较深的零陷。本文探讨了瑞利距离作为远近场临界距离的条件,人们可以更加准确地应用天线的近场特性。使用全波仿真的方式分析波束形成,波束特性更加接近实际应用中的发射阵列天线辐射特性,并且在置零方向得到了较深的零陷,降低了对周边电子设备的干扰。本文的相关研究成果,可以为阵列天线辐射近场的电磁兼容问题提供理论和实践支撑。