ILS天线理论 - 图文 联系客服

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假设一个天线在所有方向上的能量辐射都是一样的,那么在给天线馈送能量为Pt时,在半径为r的球面S上任意一点处的功率密度Wr为Wr?实际上当增益不为1而是Gt时,有Wr?Pt;(假想情况下G=1。) 24?rPt?Gt。 24?rE2当然我们还知道功率密度Wr?E?H?,单位为瓦特/平方米。

120?30PGPE2tt?t2?Gt,那么电场强度E?所以有,单位为瓦特/米。

r120?4?r

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第二节 天线阵

ILS系统的天线是多振子的,这些天线按照一定的间隔或距离排列形成天线阵,由发射机馈送信号。使用天线阵的目的是为了形成特定的或者比较复杂的、具有良好方向性的场型。

一、二元天线阵

比较简单的天线阵是二元天线阵,两个阵子间隔为2D,那么在P点观察,会发现场强都是相同的,但是接收到的信号存在着一定的相位差异,因为两个阵子同源辐射时,到达P点,路程上有2Dsin?的差。这个相差为??2???2Dsin?,就是说接收到阵子A1的信

号要比A2延迟?,接收到的信号总的矢量和为

2????Ea?Ea(?)?2E0cos???2E0cos(?2Dsin?)

??2?这个公式表达了二元天线阵在辐射等幅、同相信号时的场的数学描述。根据这个公式,就能

画出场的变化情况。

图4-6 二元天线阵矢量图

对于一个天线阵来说,每个阵子的辐射场为Ee(?),总的场为:

Etot(?)?Eelement(?)?Earray(?)Etot(?)?2E0Eelement(?)?cos(2??Dsin(?))

在两个阵子不同相的情况下,为180度时,会有正弦函数的表达,

?2??Ea?2E0sin?Dsin??,

???更进一步的情况,如图4-7所示,

6

图4-7 天线阵的辐射场图

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二、多阵子天线阵

多阵子天线阵的分析是基于上节所述内容的,以六单元天线阵为例:

在O点为基准辐射时,O点左侧的天线辐射相位有滞后,右侧超前。总的辐射为:

Ea(?)?2A1cos(kd1sin?)?2A2cos(kd2sin?)?2A3cos(kd3sin?)??Ancos(kdnsin?)n?13由于两个阵子存在180度相位时,是余弦的关系,就有:

Ea(?)?2A1sin(kd1sin?)?2A2sin(kd2sin?)?2A3sin(kd3sin?)??Ansin(kdnsin?)n?13不管怎样,最终的总的场,还是Etot(?)?Ee(?)?Ea(?)。

三、镜象理论

在地面上立一个天线辐射信号,在P点接收到的信号主要是两部分,直达波和地面反射波,如图4-8所示。

图4-8 镜像天线辐射图

这两个波可以认为是平行的,反射信号可以看作是一个类似镜子中的装在地下的天线-A,同样的道理,和二元天线阵一样,场强的表达以及信号的延迟等都是一样的。

图4-9 镜像天线辐射矢量图

和信号的场强是E?2Asin??2???2Asin?Hsin??。 2???8