微带相控阵天线计算资料讲解
微带相控阵天线计算资料讲解
单ห้องสมุดไป่ตู้阵子天线尺寸
介质εr=2.33
选择模板
修改工作面属性
创建介质方块
创建接地面
创建贴片天线
创建同轴线介质芯
创建同轴线金属内导体
定义波端口
设置频率、边界和远场监视器
瞬态时域求解
端口时域信号
S参数
端口场
远场
相控阵天线计算的三种方法
第一种方法
第一种方法
–计算仅涉及天线结构之间的相互影响。
• 整体模型，同时激励；
–同时涉及结构和激励的相互影响。
练习：偶极子相控阵天线的计算
谢谢大家！
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
第一种方法
第二种方法
第二种方法
第二种方法
第二种方法
第二种方法
选择Results-Combine Results..命令
第二种方法
第二种方法
第三种方法
第三种方法
第三种方法
三种方法之总结
• 由单个天线计算天线阵：
–未考虑天线之间的耦合，未考虑激励之间的影响。
• 由整体模型单独串行激励计算辐射场：
相控阵天线eirp计算
相控阵天线eirp计算（原创实用版）目录1.相控阵天线的基本概念2.相控阵天线的工作原理3.相控阵天线的 EIRP 计算方法4.EIRP 计算的实际应用案例5.结论正文1.相控阵天线的基本概念相控阵天线是一种高精度、高性能的天线系统，由多个辐射单元组成。
这些辐射单元可以通过控制其相位和幅度来实现对波束指向和形状的控制。
相控阵天线在通信、导航、遥感等领域具有广泛的应用。
2.相控阵天线的工作原理相控阵天线的工作原理是通过控制各辐射单元的相位和幅度来调整天线波束的方向和形状。
当各辐射单元的相位相同且幅度相等时，天线波束呈球面波；当各辐射单元的相位不同且幅度相等时，天线波束呈平面波；当各辐射单元的幅度不同且相位相同时，天线波束呈椭圆波。
通过改变各辐射单元的相位和幅度，可以实现对天线波束的指向和形状的控制。
3.相控阵天线的 EIRP 计算方法EIRP（Effective Isotropic Radiated Power）是指天线实际辐射功率与理论辐射功率之比，单位为分贝（dB）。
相控阵天线的 EIRP 计算方法主要包括两种：一种是基于天线单元的 EIRP 计算方法，另一种是基于系统级的 EIRP 计算方法。
基于天线单元的 EIRP 计算方法主要通过计算每个天线单元的辐射功率，然后乘以天线单元的数量得到总的 EIRP。
这种方法适用于分析天线单元对 EIRP 的贡献。
基于系统级的 EIRP 计算方法主要通过测量系统的总辐射功率和系统在天线指向方向上的辐射功率，然后计算它们之间的比值得到 EIRP。
这种方法适用于分析系统的整体性能。
4.EIRP 计算的实际应用案例在某卫星通信系统中，需要对相控阵天线的 EIRP 进行计算，以确保系统在不同工作条件下都能满足性能要求。
具体步骤如下：（1）根据系统要求，确定天线单元的数量、尺寸和形状。
（2）计算每个天线单元的辐射功率。
（3）计算天线单元间的相互作用，包括天线间的互相关和互相干。
2.45GHz四元微带天线阵设计方案
(1)
可见 L 值与 r 直接相关。当 L、W 确定后，则 h 的取值决定着天线的体积和重量。 2. 对微带线特性阻抗的影响 本设计中需要对给微带天线单元进行馈电的微带线的特性阻抗与微带线的宽度直接相 关，为了使微带天线单元与传输线较好地匹配，需要特定阻抗的微带线对其进行馈电。微带 线由一条导体带和背面有导体接地板的介质基片构成。 导体带宽度为 w， 介质基片厚度为 h， 相对介电常数为 r 。微带线传输准 TEM 模。当 r 及 h 已知时，微带线的特性阻抗 Z c 取决 于 w / h 比值，随 w / h 增大而减小。 给定特性阻抗 Z c ，可用下列公式求得所需微带线的宽度 w:
1 1 1 1 1 Q Qr Qd Qc Qsw
(9)
Qr、Qd、Qc、Qsw 分别对应于辐射损耗、介质损耗、导体损耗和表面波损耗的品质因
子值。
Qd
3 1 1 , Qc h 0 f 0 , Qr 0 r , Qsw ( 1)Qr h tan 8h 3.4 r 1
图 1 传输线法物理模型
利用传输线模式分析微带天线是比较早期的方法，也是最简单的方法。图 1 所示为传 输线法物理模型。传输线模型的基本假设是：1）微带片和金属底板构成一段微带传输线， 传输准 TEM 波，博得传输方向决定于馈电点。线段长度 L g / 2 ， g 为准 TEM 波的波 长。常在传输方向是驻波分布，而在其垂直方向是常数。2）传输线的两个开口端等效为两 个辐射缝长为 W，宽为 h，缝口径场即为传输线开口端场强。缝平面看作位于微带片两端的 延伸面上，即是将开口面向上折转 90o,而开口场强随之折转。 由以上两条基本假设可以看出，当 L g / 2 时，二缝上切向电场均为 x 方向，且等幅 同相、它们等效为磁流，由于金属底板的作用，相当于有二倍磁流向上半空间辐射。缝上等 效磁流密度为 M s 2V / h ，式中，V 为传输线开口端电压。 由于缝已放平，在计算上半空间辐射场时，就可按自由空间处理，这是这种方法的方便 之处。 1.2 微带天线单元设计 微带天线的贴片形状可采用矩形、圆形、环形、三角形等，他们都各有特点，但考虑到 制板以及微带线馈电和匹配， 通常大多采用矩形贴片。 一般矩形微带天线的馈电方式都是从 贴片某一边的中心点馈电由于馈电点所在的边和辐射边平行， 辐射边是均匀分布， 因此激励 的工作模为 TM01。这样形成的极化形式为线极化。矩形微带天线单元坐标示意图如图 2 所 示。其与设计有关参量包括：辐射元长度 L，辐射元宽度 W，介质板厚度 h，介质板的长度 LG 和宽度 WG，介质的相对介电常数 r 和损耗角正切 tan ，馈电方式及阻抗匹配。
相控阵天线eirp计算
相控阵天线eirp计算相控阵天线（Phased Array Antenna）是一种由多个天线单元组成的天线系统，通过控制每个天线单元的相位和幅度，可以实现对无线信号的波束形成和方向调节。
在无线通信和雷达系统中，相控阵天线被广泛应用于提高信号传输和接收的性能。
EIRP（Equivalent Isotropically Radiated Power）是指天线在特定方向上的等效等向辐射功率。
它是一个衡量天线辐射功率的指标，可以用来评估天线的发射能力。
计算EIRP的公式如下：EIRP = PT + G - L其中，PT是天线的发射功率，G是天线的增益，L是天线的损耗。
首先，我们需要知道天线的发射功率PT。
发射功率是指天线向空间发送的无线信号的功率大小。
通常，发射功率由无线设备的发射电路决定，可以通过测量电路中的电流和电压来计算。
其次，我们需要计算天线的增益G。
天线的增益是指天线在特定方向上辐射功率相对于理想等向辐射天线的增益。
天线的增益与天线的结构和设计有关，可以通过天线的指向性图和辐射功率图来确定。
最后，我们需要考虑天线的损耗L。
天线的损耗包括导线损耗、辐射损耗和接头损耗等。
导线损耗是指由于电流在导线中的传输而产生的能量损耗；辐射损耗是指由于电磁波辐射而导致的能量损耗；接头损耗是指由于天线与其他设备之间的连接而产生的能量损耗。
这些损耗可以通过实验测量或者理论计算来确定。
综上所述，计算相控阵天线的EIRP需要考虑天线的发射功率、增益和损耗。
通过测量和计算这些参数，我们可以得到相控阵天线在特定方向上的等效等向辐射功率。
这个值可以用来评估天线的发射能力，并且在无线通信和雷达系统中起到重要的作用。
相控阵天线的EIRP计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
在实际应用中，我们可以利用计算机模拟和仿真工具来进行计算，以提高计算的准确性和效率。
相控阵天线的EIRP计算对于无线通信和雷达系统的设计和优化具有重要的意义，可以帮助我们提高系统的性能和可靠性。
相控阵天线gt值计算
相控阵天线gt值计算相控阵天线（Phased Array Antenna）是一种由多个天线单元组成的天线系统。
其中的每个天线单元可以通过控制相位和振幅来调整辐射波束的方向和形状，从而实现对特定目标的跟踪和定位。
与传统的机械转向天线相比，相控阵天线具有快速、精确、灵活等优点，被广泛应用于雷达、通信、无线电导航等领域。
在相控阵天线中，gt值是一个重要的性能指标，代表了天线的增益和方向性。
gt值的计算需要考虑天线的辐射功率和接收灵敏度，以及与自由空间中的基准天线进行比较。
具体而言，gt值可以通过以下公式进行计算：gt = Gr * Ar / (λ^2 * 4 * π)其中，Gr为接收天线的增益，Ar为接收天线的有效面积，λ为工作波长。
相控阵天线的增益主要来源于两个方面：天线的直接ivity（D）和阵列增益（G）。
直接ivity是指天线在某个特定方向上的辐射能力，而阵列增益是指通过相控技术将天线单元的辐射能力叠加形成的增益效果。
gt值可以通过以下公式进行计算：gt = D * G天线的直接ivity是与天线的物理结构和辐射特性相关的，包括天线的形状、大小、材料等。
而阵列增益则是通过调整天线单元的相位和振幅来实现的。
通过改变天线单元之间的相位差，相控阵天线可以实现波束的方向和形状的调整。
此外，通过调整天线单元的振幅，相控阵天线还可以实现波束的增强和抑制。
相控阵天线的阵列增益与天线单元的数量、间距、相位差等参数相关。
gt值的计算还需要考虑接收天线的有效面积。
有效面积是指天线接收到的信号功率与信号源的辐射功率之间的比值。
对于相控阵天线来说，有效面积与天线单元的大小、形状、方向性等有关。
较大的天线单元可以提高有效面积，从而增加接收信号的强度。
gt值的计算还需要考虑工作波长。
工作波长是指天线操作的频率所对应的波长。
波长越短，相控阵天线的分辨率越高，对目标的定位和跟踪能力越强。
相控阵天线的gt值是一个重要的性能指标，可以通过计算天线的增益和方向性来获得。
相控阵天线 ppt课件
磁场
电场 电波传输方向
磁场
电场
1 天线的基本结构及工作原理 2 天线的阻抗匹配 3 天线的极化方式 4 天线的辐射方向图 5 天线的增益 6 相控阵的基本模型
无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特 性阻抗，用符号Ｚ。表示
通常Ｚ。=50欧姆
馈线特性阻抗与导体直径、导体间距和导体间 介质的介电常数有关，与馈线长短、工作频率 以及馈线终端所接负载阻抗大小无关。
50 ohms
朝前 W
当传输线的特性阻抗Ｚ。天线的输入阻抗Ｚ
（Ｚ -Ｚ。) 反射系数Γ＝ --------------------
（Ｚ （ 1+Γ）
驻波系数Ｓ＝------------（1-Γ）
终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系
数越小，驻波系数越接近于１，匹配也就
无源相控阵仅有一 个中央发射机和一 个接收机，发射机 产生的高频能量经 过计算机自动分配 给天线阵的各个辐 射器，目标反射信 号经接收机统一放 大
当相邻单元的相位依次相差Φ时，最大 波束形成于θ0空间方向。
2λ πd•sin0
d sin
d
d
0
2
k
0
12
k
0
si
n 1
d2/
(N－ 1)
N－ 1
移相器是电调天线的重要组成 部分，它通过调节馈电网络的 长度来改变各振子馈电相位， 实现天线波束下倾
有源相控阵的每个 辐射器都配装有一 个发射/接收组件， 每个组件都能自己 产生，接收电磁波， 因此在频宽，信号 处理和冗度设计上 都比无源相控阵具 有较大的优势
越好。
1 天线的基本结构及工作原理 2 天线的阻抗匹配 3 天线的极化方式 4 天线的辐射方向图 5 天线的增益 6 相控阵的基本模型
相控阵天线
相控阵天线图1：左：两个天线单元，与同相馈，右：两个天线单元，与美联储不同的相移相控阵天线的辐射单元组成，每个地段与移相器。
梁所形成的转移，从每个辐射元件发出的信号相位，提供建设性/破坏性的干扰，以便在需要的方向引导横梁。
在图1（左）都辐射元素厌倦同相。
该信号被放大的主要方向建设性的干扰。
梁清晰度提高了破坏性的干扰。
图2：电子束偏转动画在图1（右），信号发出的辐射元素降低了10度的相移比上辐射元素前面。
正因为如此的发射和信号的主要方向是向上移动。
（注：辐射元素已被用于无反射，因此在图中显示的图后瓣天线是一样的主瓣大）主梁总是指向在增加相移的方向。
那么，如果信号被辐射是通过电子传递相移器给人一种连续相移现在，将电子束的方向调整。
但是，这不能无限延长。
最高值，可用于查看相控阵天线（FOV）领域所取得的为120 °（60 °和60 °左右）。
随着正弦定理的必要阶段的时候可以计算出来。
下图以图形显示了辐射单元矩阵。
任意天线结构可以作为天线领域中的一个焦点。
对于相控阵天线是决定性的，单一辐射元素与常规相不动，因此改变了梁的主要方向带领。
例如天线的市场价117由1584辐射在一个模拟波束形成结•••••••可能的安排线性阵列图3：相控阵天线线阵这些天线组成，其行约一个共同的移相器送入元素。
一个垂直安装在对方数线性阵列形成一个平面天线。
•优点：简单的安排•缺点：只在一个平面上可能的射线偏转•举例给出：•PAR - 80（水平波束偏转）和•RRP - 117（垂直波束偏转）•大型立式孔径（LVA），与固定波束天线的模式。
这对相控阵天线是一种常用的，如果波束偏转是在一个平面上，因为只需要一个完整的天线又是无论如何进行（RRP - 117）。
图4：相控阵天线平面阵列平面阵列这些天线阵列完全由单打辐射元素和它每获得一个自己的相移器。
该元素是有序的矩阵数组。
对所有元素形成完整的平面布置相控阵天线。
相控阵导引头微带天线阵设计及单元功率容量计算概要
第30卷第6期2010年12月弹箭与制导学报J o u r n a l o f P r o j e c t i l e s,R o c k e t s,M i s s i l e s a n d G u i d a n c eV o l.30N o.6D e c2010相控阵导引头微带天线阵设计及单元功率容量计算*郝媛,潘英锋,唐志凯(空军雷达学院,武汉430019摘要:文中重点研究了微带天线的功率容量能否满足相控阵导引头的要求。
首先,根据课题需要进行了相控阵导引头天线阵的总体设计;然后,根据典型参数和需要的探测距离,计算出导引头天线阵中每个单元的发射功率;接着,对矩形微带天线的功率容量进行了研究,并给出了矩形微带天线功率容量随关键参数变化的曲线,该曲线对于矩形微带天线的设计具有参考价值,研究结果表明微带天线的功率容量可以满足相控阵导引头的应用要求。
关键词:相控阵;导引头;相控阵导引头;功率容量中图分类号:T J765.3文献标志码:AA r r a y D e s i g n a n d E l e m e n t’s P o w e r C a p a c i t y C a l c u l a t i o n f o rH o m i n g S e e k e r’s M i c r o s t r i p A n t e n n a A r r a yHA O Y u a n,P A N Y i n g f e n g,T A N G Z h i k a i(A i r F o r c e R a d a r A c a d e m y,W u h a n430019,C h i n aA b s t r a c t:W h e t h e r m i c r o s t r i p a n t e n n a’s p o w e r c a p a c i t y c a n m e e t p h a s e d a r r a y h o m i n g s e e k e r’s r e q u i r e m e n t w a s s t u d i e d.F i r s t l y, a n t e n n a a r r a y u s e d b y p h a s e d a r r a y h o m i n g s e e k e r w a s s y s t e m a t i c a l l y d e s i g n e d,t h e n t r a n s m i t t i n g p o w e r o f e a c h u n i t o f s e e k e r’s a n t e n n a a r r a yw a s c a l c u l a t e d a c c o r d i n g t o t y p i c a l p a r a m e t e r s a n d t h e r e q u i r e d d e t e c t i o n r a n g e;A f t e r t h a t t h e p o w e r c a p a c i t y o f r e c-t a n g u l a r m i c r o s t r i p a n t e n n a w a s s t u d i e d a n d t h e c u r v e o f c a p a c i t y c h a n g e w i t h k e y p a r a m e t e rc h a n g e w a s g i v e n,w h i c h i s h e l p f u l f o rde s i g n of r e c t a ng u l a r m i c r o s t r i p a n t e n n a.Th e r e s u l t s s h o w e d t h a t mi c r o s t r i p a n t e n n a’s p o w e r c a p a c i t y c a n m e e t t h e n e e d o f p h a s e d a r r a y s e e k e r.K e y w o r d s:p h a s e d a r r a y;s e e k e r;p h a s e d-a r r a y s e e k e r;p o w e r c a p a c i t y0引言导引头是整个精确制导武器中最具核心地位的子系统,其性能优劣直接影响精确制导武器的效能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单个阵子天线尺寸
介质εr=2.33
选择模板
修改工作面属性
创建介质方块
创建接地面
创建贴片天线
创建同轴线介质芯
创建同轴线金属内导体
定义波端口
设置频率、边界和远场监视器
瞬态时域求解
端口时域信号
S参数
端口场
远场
相控阵天线计算的三种方法
第一种方法
第一种方法
第一种方法
第二种方法
第二种方法
第二种方法
第二种方法
第二种方法
选择Results-Combine Results法
第三种方法
第三种方法
三种方法之总结
• 由单个天线计算天线阵：
–未考虑天线之间的耦合，未考虑激励之间的影响。
• 由整体模型单独串行激励计算辐射场：
–计算仅涉及天线结构之间的相互影响。
• 整体模型，同时激励；
–同时涉及结构和激励的相互影响。
练习：偶极子相控阵天线的计算
谢谢大家！
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢