Grundlagen der Array -Analyse und -Synthese (Theorie)

1. Zweck des Schreibens des Artikels "Meng Xin Notebook-Antenna (Original-Teil)" führt die grundlegende Theorie der Antennenanalyse, gemeinsame technische Parameter und die Analyse der Strahlungseigenschaften gemeinsamer Antennen ein, bietet jedoch keine eingehende Einführung an Array -Antennen. Kürzlich wurde die integrierte Simulationsforschung des Phased-Array+-Trägers durchgeführt, bei dem sich die Simulation des Phased-Arrays auf Matlab-Feko-API stützen muss, die verwandte Entwurfsprobleme wie den Elementabstand des Phased-Arrays, die Berechnung, beinhalten wird Die Verteilung der Futteramplitude/Phasen, die Realisierung von Strahlscannen usw. Daher werden systematisch die Analyse- und Synthesebasis der Arrayantenne untersucht.

2. Der Inhalt beinhaltet

Die Logik dieses Papiers wird aus den folgenden vier Aspekten entwickelt:

Erstens wird die zugrunde liegende Erkenntnis: Der Strahlungsmechanismus der Antenne wird in der verständlichsten Sprache beschrieben, die den Lesern hilft, das intuitivste Verständnis des Strahlungsmechanismus der Array -Antenne zu ermitteln.
Zweitens theoretische Basis: Es ist in zwei Kategorien unterteilt: lineares Array und planares Array. Die theoretischen Basis- und Hauptsynthesemethoden der Array -Antennenanalyse werden ausführlich ausgearbeitet. Die grundlegende Studie basiert hauptsächlich auf der Untersuchung der Array-Antenne, die hauptsächlich auf Wang Jians Vorlesungsnotizen zur Analyse und Synthese von Array-Antennen, der Analyse und Synthese von Xue Zhenghui und der Synthese von Xue Zhenghui und dem modlab- und northrop-Grumman-Antennen-Ingenieur braunen Array-Matlab-Modelling basiert und das Modelling von Northrop-Antenna-Ingenieur von Brown braun Simulation.

Drittens die akademische Grenze: Untersuchen und Phasenverteilung der zuvor entworfenen Array -Elemente;

Viertens werden Simulationspraxis: Basierend auf der Simulationssoftware HFSS und FEKO werden mehrere Implementierungsmethoden der Arrayantenne eingeführt. Das Studium der Simulationspraxis basiert hauptsächlich auf ANSYS- und Altair -offiziellen Website -Schulungsvideos, Hilfsdokumenten und HFSS -Schulungslehrbüchern, die von Li Mingyang, Xu Xingfu und Xie Yongjun geschrieben wurden.

Interferenz und Beugung sind zwei grundlegende Eigenschaften, die Wellen von Partikeln unterscheiden. Als eine Art Wellen haben elektromagnetische Wellen natürlich Interferenz- und Beugungsphänomene. Unter ihnen werden die sogenannten "Welleninterferenz", dh die Wellen, die von zwei oder mehr Wellenquellen mit der gleichen Arbeitsfrequenz erzeugt werden "erscheinen abwechselnd.

Der Strahlungsmechanismus der Antenne ist, dass die elektromagnetischen Wellen, die durch eine große Anzahl von Antennenelementen ausgestrahlt werden, "Interferenz -Phänomen" produzieren. Wenn die elektromagnetischen Wellen, die durch verschiedene Antennenelemente ausgestrahlt werden, in derselben Phase überlagert werden, werden Lappen erzeugt und Nullpunkte gebildet, wobei sich die gegenüberliegenden Phasen gegenseitig abbrechen. Die Abbildung zeigt die Nahfeld- und Fernfeldverteilungsbilder einer Array-Antenne mit fünf Elementen. Aus der Figur ist ersichtlich, dass sich das elektrische Feld einerseits von weitem wie Wellen nach vorne ausbreitet; Andererseits ist die Verteilung des elektrischen Feldes der Array-Antenne im Gegensatz zur Nahfeldverteilung einer einzelnen Antenne entlang des Umfangs ungleichmäßig. Es kann gefunden werden, dass einige Sektoren hell sind (die Feldverteilung ist in der Phase überlagert), während andere dunkel sind (die Feldverteilung ist gegenübereinander entgegengesetzt), was zur Fernfeldrichtung des Antennenarrays führt.

Dieses Papier ist der theoretische Teil der "Analyse und Synthese der Arrayantenne", die in zwei Kategorien unterteilt ist: lineares Array und planares Array und führt zwei Teile ein: Analyse und Synthese, in denen "Analyse" die Strahlungseigenschaften von berechnet wird Arrayantenne nach seiner Amplitude und Phasenverteilung; "" Synthese "soll die Amplitude und Phasenverteilung der Antenne gemäß den Gesamtmusteranforderungen (Hauptlappengewinn, Seitenlappenebene und andere Parameter) umwandeln ": 1) Verständnis des Strahlungsmechanismus der Arrayantenne von einfach zu tief; 2) Vervollständigen Sie gemäß dem Entwurfsindex der Array -Antenne die Berechnung der Anzahl der Array -Antenneneinheiten und Amplitude und Phasenverteilung. Die nächste ist" Praxis ", welche wird die technische Realisierung von "Array -Antennenentwurf" und die damit verbundenen Methoden des "Array -Antennenentwurfs" unter Verwendung einer relevanten Simulationssoftware auf der Grundlage der Arraystruktur und -Anten- und Phasenverteilung einführen.