共形阵列天线总结
基于改进遗传算法的圆柱共形天线阵方向图综合
Ｖ０． ３ Ｎｏ． ｌ １ ５， １
ＮＯ ２ １ Ｖ， ０ ０
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｒ ｏ ｔｏ ＆ Ｃ ｍｍａ ｄ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｉｅＣ ｎ ｒ ｌ ｏ ｎ ｏ ｔｏ
第 ３ ５卷 第 １ 期 １ ２１ ０ ０年 ｌ １月
文 章 编 号 ： Ｏ ２Ｏ ４ （ Ｏ Ｏ Ｉ － ０ ３ ０ １ Ｏ 一 ６ Ｏ ２ １ ） Ｉ０ ２ － ３
ｏ ｔ ｅｆ ｒ ｓｔ ｅＳ ｕ ｐ ｒｏ ｍ ｈ ＧＡ ｔ ｉ ｈ ｒｅｆ ｉｎ ｙａ ｄ ａ ｔｉｇ ｎ ｙ ｗｉｈｈ ｇ ｅ ｆｉ ｅ ｃ ｎ ｓ ｒｎ ｅ ｃ ． ｃ
雷达阵列天线介绍
■开课目的“阵列天线分析与综合”是电子信息工程专业电磁场与微波通信方向的专业选修课程。
课程的任务是使学生掌握阵列天线的基本理论、基本分析与综合方法，掌握单脉冲阵列、相控阵扫描天线的基本理论和概念、以及阵列天线的优化设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事天线理论研究、工程设计和开发工作打下良好的基础。
■课程要求●约有五次作业●考核平时成绩占20％。
包括平时作业，出勤情况。
期末考试成绩占80％(一页纸开卷)雷达阵列天线简介1、“AN/SPY—1”S波段相控阵雷达是海军“宙斯盾”(Aegis)武器系统中的一部分，由RCA公司研制。
它有四个相控阵孔径，提供前方半空间很大的覆盖范围。
接收时它使用带68个子阵的馈电系统，每个子阵包含64个波导辐射器，总共有68×64＝4352个单元。
发射时，子阵成对组合，形成32个子阵，每个子阵128个单元，总共32×128＝4096辐射单元。
移相器为5位二进制铁氧体移相器，直接向波导辐射器馈电。
为了避免相位量化误差引起的高副瓣电平，后来移相器改为7位二进制移相器，合成的相控阵由强制馈电功分网络馈电，辐射单元也改为4350个，单脉冲的和、差波瓣及发射波束均按最佳化设计。
AN/SPY—1天线正在进行近场测试(RCA公司电子系统部提供)目前该系统安装在导弹巡洋舰上导弹巡洋舰上的AN/SPY—1系统2、爱国者(PATRIOT)多功能相控阵雷达是Raytheon公司为陆军研制的一种多功能相控阵雷达系统。
其天线系统使用光学馈电的透镜阵列形式。
和差波瓣分别通过单脉冲馈源达到最佳。
孔径呈圆形，包含大约5000个单元，采用4位二进制铁氧体移相器和波导型辐射器单元。
它安装在车辆上，并可平叠以便于运输。
爱国者多功能相控阵雷达天线(Raytheon公司提供)3、机载预警和控制系统(AW ACS)世界上第一个具有超低副瓣的作战雷达天线是由西屋电气公司为AWACS 系统研制的。
天线的分类
天线的分类
天线的形式很多。
为了便于讨论，可根据不同情况分类。
1.按工作性质分类可分为发射天线、接收天线和收发共用天线。
2.按用途分类有通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线、导航天线、
测向天线等。
3.按天线特性分类
■从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状波束天线、
扇形波束天线等。
■从极化特性分：有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。
线极化天线又分为垂直极化
和水平极化天线。
■从频带特性分：有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。
4.按天线上电流分布分类有行波天线、驻波天线。
5.按使用波段分类有长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天
线和微波天线。
6.按载体分有车载天线、机载天线、星载天线，弹载天线等。
7.按天线外形分类
有鞭状天线、T形天线、r形天线、v形天线、菱形天线、环天线、螺旋天线、波导口天线、波导缝隙天线、喇叭天线、反射面天线等。
另外，还有八木天线，对数周期天线、阵列天线。
阵列天线又有直线阵天
线、平面阵天线、附在某些载体表面的共形阵列天线等。
从便于分析和研究天线的性能出发，可以将大部分天线按其结构形式分为两大类：
一类是由金属导线构成的线天线，一类是由尺寸远大于波长的金属面或口径面构成的面状天线，简称口面天线。
此外还有介质天线。
书中前七章主要介绍线天线；第八章到十三章将介绍口面天线；最后一章介绍微带天线。
阵列信号处理技术
动通信的用户很多，一方面通过空间不同位置进行区分，另 一方面通过不同的编码等方法实现多用户和大容量。 现代超分辨技术，使系统能够分辨空间和时间上都很靠 近的信号。
概括起来说：
波束的控制和管理
时间和空间信号的高分辨 五、主要研究内容 1、阵列构形研究 均匀直线阵、平面阵、元阵、随机阵、共形阵。 2、波束形成和超分辨新方法的研究（不是热点）
军用雷达：
火炮雷动：炮位侦校雷达、炮瞄雷达
战场侦察雷达：(坦克、直升机等目标的检测与识别)
步兵侦察雷达：
空中警戒雷达：（对空监视雷达） 机载雷达气象雷达： 天气预报、人工降雨）
探地雷达： （探测地下管道，检查高速公路施工质量，
接收信号
X T = [ x1 , x 2 , L , x N ]
(2.1.1)
方向图形成网络： W = [ w1 , w 2 , L , w N ]
(2.1.2)
(形成最优权 和系统输出)
y(t ) = W T X = X T W
(2.1.3)
自适应处理器: ( 例如MVDR：Minimum Variance Distortionless Response) 求解约束性问题：
0 ≤ t ≤ T
（2.2.5）
所需信号和噪声的矢量可以表达为：
s1 (t ) S (t ) = 2 M s N (t )
n1 (t ) n (t ) = 2 M n N (t )
0 ≤ t ≤ T
所需信号分量可精确已知，粗略近视已知，或仅在统计意 义上已知。
3、理想的传播模型
3、应用性研究(热点）
在一个具体的领域或工程项目上，如何应用这些理论和
方法，实际系统的误差很大，比如阵列通道之间的性能差异， 频率特性，阵列传感器的位置误差等情况下的一些理论算法 和性能。
超宽带Vivaldi天线单元及阵列设计
第11期 肀螬f SM 龛找*f MVol .15N o.il2020 年 11 月Journal of CAEIT Nov . 2020doi ： 10. 3969/j . issn . 1673-5692. 2020. 11.006超宽带Vivaldi 天线单元及阵列设计史信荣、史劼2,熊洋洋\柯进、罗旭东1(1.广东省计量科学研究院广东省现代几何与力学计量技术重点实验室，广东广州51〇4〇5;2.中国工业互联网研究院，北京100110)摘要：文中设计了一种新型超宽带平衡对跖Vivaldi 天线单元和阵列。
研究分析了主要结构参数 对天线性能的影响，通过增加金属隔板、接地柱、减小天线剖面高度等方式，将天线单元的阻抗带宽由1.7个倍频程提升至5个倍频程。
该新型天线单元具有阻抗带宽较宽、结构尺寸小的特点，是一 种较为理想的超宽带阵列天线单元。
在单元优化的基础上，文中对8 x 8的超宽带天线阵列性能进 行了研究，结果表明该天线阵列具有良好的阻抗带宽和辐射性能。
关键词：超宽带；Vivaldi 天线；平衡对跖中图分类号:TN 98文献标志码：A文章编号：1673-5692(2020) 11-10654)5Design of Ultra-Wideband Wide-angle Scanning VivaldiAntenna and ArraySHI Xin-rong 1 , SHI Jie 2 , XIONG Yang -yang 1 ,KE Jin ' , LUO Xu -dong 1(1. Guangdong Institute of Metrology , Guangdong Provincial Key Laboratory of Modem Geometric and MechanicalMetrology Technology , Guangzhou 510405 ,China ；2. China Academy of Industrial Internet , Beijing 100036,China )Abstract ： A novel ultra-wideband (UWB ) balanced antipodal Vivaldi antenna element and array withwide-angle scanning is designed . The influence of the main structural parameters on the antenna perform ance is analyzed . The impedance bandwidth of the antenna element is improved from 1. 7 octaves to 5 oc taves by adding metallic partitions , metallic poles and reducing the height of the antenna . The novel an tenna element not only has a wide impedance bandwidth , but also a smaller structure size . The length and width of the antenna element is only half of the wavelength corresponding to the highest frequency . It is an ideal UWB wide-angle scanning array antenna element . On the basis of element optimization , the performance of 8 x 8 UWB array is studied . The results show that the aiTay has a wide impedance band width and good radiation performance .Key words ： ultra-wideband (UWB ) ； vivaldi antenna ； balanced antipodal〇引言阵列天线具有快速扫描、波束形状捷变、空间功 率合成的能力，广泛应用在卫星通信、遥感遥测等领域。
L频段共形相控阵天线研制
L频段共形相控阵天线研制梁宇宏【摘要】To meet the requirement of an airborne system,the analysis and design process of a conformal phased array antenna is presented,and also the quasi-yagi antenna unit,the height of which is nearly 0. 14 wavelengths is designed. The software HFSS is used to simulate the antenna unit and conformal phased ar-ray. An L-band conformal phased array antenna is developed,which consists of array antenna,beamforming network and beam controller. Array antenna is realized by 4 antenna units,which is mounted on the confor-mal structure of plane’ s nose. The test results of the conformal phased array antenna show that the gain of sum beam >10 dBi in all scanning range,meanwhile the low side lobe is achieved,and null depth of differ-ence beam <-20 dB.%为满足机载系统的需要,给出了共形相控阵天线的分析和设计过程,同时研制了一种高度仅为0.14波长的准八木天线单元。
一种共形圆极化微带天线的设计
波； 在 复 杂气 候 条件 下 （ 雨、 雾等） ， 仍 能 满足 通 信 需要 。因此设 计共 形 圆极 化 天线具 有现实 意义 。
对 于 圆柱共形 的 圆极 化微 带天 线 ， 已有 相 关
研究 。文献 ［ ６ ］ 和文 献 ［ ７ ］ 分 别研究 和设 计 了柱 面 共形 的 圆极 化 天 线 阵 列 。 由于 载 体 曲率 半 径 不 同， 天 线性 能有较 大差异 Ｊ 。因此 ， 有必要 研究 圆 柱半 径对 圆极化 共形 天线性 能 的影 响 。 本文 首先设计 了一种共 面波导 馈 电的矩 形缝
察敌方 的 各 种 线 极 化 及 椭 圆极 化方 式 的 无 线 电
一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线
一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线韩国栋;张宙;王焕菊【摘要】提出了一种全数字波束合成(digital beam forming,DBF)体制卫星接收共形相控阵天线设计思路.该天线采用半球形共形阵排布方式,阵元采用双层微带贴片天线实现宽带圆极化.在半球形的布局下,通过判断卫星信号来波方向在球面上的投影来选择工作的阵元,形成与来波方向一致的波束,在全空域(-75°～75°)的仰角内可实现增益起伏小于1.5 dB的波束覆盖;后端采用射频数字一体化设计技术,可同时形成多个波束,实现了一个天线跟踪多颗卫星的能力.最后加工和测试了天线样机,验证了共形半球阵的波束形成能力.提出的天线设计思路有助于拓展数字波束体制在卫星通信中的应用,对全空域多波束相控阵天线的研制具有指导意义.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2018(033)003【总页数】8页(P322-329)【关键词】数字波束形成;半球面共形;相控阵;卫星应用【作者】韩国栋;张宙;王焕菊【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN821引言随着卫星通信技术的发展,在轨卫星资源越来越丰富,一副地面终端天线能同时跟踪多颗卫星的多波束天线成为目前研究的热点.特别是低轨卫星,由于其数量多,过境速度快,卫星信号到达地面的强度会随着卫星离地面的距离变化剧烈,相对于地面接收终端天线的位置也会随着其运行轨道的变化而发生较大的变化[1-2]. 因此为了解决该问题,研发一副具有同时接收多颗卫星信号的高性能宽角覆盖天线是非常必要的. 要实现一副天线产生多个波束,有多种形式,除传统反射面天线外,如多面阵形式——对不同的空域设置不同的子阵进行波束覆盖,这种方式为了保证在不同空域的信号接收电平强度大致相同,需要的天线设备会是一副天线的数倍,系统所需的设备量会大幅增加[3];采用微波网络形成多个固定波束,如Butler矩阵[4]、Rotman透镜[5]等,这种方案还需要增加机械转动与设备控制来实现全空域跟踪功能,不利于实时快速的信号捕获与跟踪;或者采用多网络相控阵天线[6],该种方式在形成波束个数较少时尚有可实现性,但波束个数较多时,网络设备量大;而采用数字体制的波束形成方式,会灵活实现多个波束,但平面阵数字波束体制则会造成宽角覆盖时增益下降剧烈[7-8]. 共形数字体制相控阵天线则可以较好地解决上述问题[9-13].本文针对多颗低轨卫星信号同时接收的技术问题,提出了一种半球共形相控阵天线设计方案,采用双层微带贴片天线阵元实现宽带圆极化,通过阵元级数字波束形成技术同时实现多个波束,且全空域范围内增益起伏≤1.5 dB,从而完成同时对多颗卫星的跟踪与信号接收. 通过仿真分析,可以同时形成多个波束,最后加工了天线样机,并测试了其性能,结果显示,在设计的空域内,其增益起伏小于1.5 dB. 本文的设计思路为全空域多颗卫星信号接收提供了一种有效的解决方案,对工程应用具有指导意义.1 天线系统设计共形相控阵天线系统由天线阵元、接收射频通道、数字波束合成(digital beamforming, DBF)数字信号处理模块,以及供电、中频基带处理模块等主要模块组成. 为适应卫星不同极化形式的信号,天线阵元采用双圆极化微带贴片形式,工作在S频段. 该天线有18个双圆极化天线阵元,分布在一个半球上,球半径为280 mm,天线高度小于165 mm,其三维结构示意图如图1所示. 每个阵元后端连接1个双路射频有源放大和变频模块,后面连接1路模拟数字转换器(analog-to-digital converter, ADC)进行模数转换,共计18路. 在天线系统内部设置有一体化信号处理模块,对数字信号进行数字下变频(digital down conversion, DDC)和数字波束形成处理;其内部还设置有一个本振网络,并在一体化信息处理模块中对电源进行转换. 天线工作原理如图2所示.图1 共形相控阵天线三维模型Fig.1 3D model of conformal phased array antenna图2 天线阵列系统组成示意图Fig.2 Schematic diagram of the antenna array systems由于本系统是全数字两维有源相控阵系统,在接收卫星信号时,首先通过读取终端存储器存储的星历信息,以及天线本身所处的地理位置信息、天线本身姿态信息,由终端以一定的数据格式输送至天线系统内部的数据解算板卡,计算出天线波束的指向角,并转换为数字波束形成器中所需的矢量权值,作为数字波束形成的基本矢量.当每个天线阵元接收信号时,经过天线内部的90°电桥分为左旋和右旋两路圆极化信号,故每个天线阵元对应两个有源接收通道.接收分系统通过天线阵元接收目标射频信号,通过限幅低噪声放大、滤波调理输出射频信号送数字接收进行直接射频采样处理,ADC通过射频采样、DDC处理,形成数字基带I/Q信号,再将I/Q数据送入数字波束形成系统,形成所需的接收波束,DBF根据系统控制可同时形成多个波束.2 天线阵元设计在本天线系统中,阵元采用双层的微带贴片天线作为辐射阵元. 阵元的上层为寄生贴片,下层为主辐射贴片,通过调整两层贴片的相对尺寸,来实现较宽的驻波比带宽. 为了实现圆极化信号,采用了90°功分电桥,可在相对较宽的带宽内实现良好的匹配性能. 天线阵元多层结构示意图如图3所示.图3 天线阵元示意图Fig.3 Schematic diagram of the antenna element在上层寄生贴片中,采用了圆环状贴片和中心开十字形缝隙圆形贴片,分别位于上层基板的两侧,上层基板的介电常数为3.5,下层贴片为圆环辐射贴片,下层基板的介电常数为3.66;中间通过金属围框进行固定,并保证接地连接. 在介质板上,沿着金属围框的区域设有金属化过孔. 天线采用双端口馈电,馈电网络由90°带状线功分电桥来实现,网络上下层基板的介电常数分别为2.2和3.55,同时调整不同区域的线宽实现良好的阻抗匹配. 对天线阵元在周期边界条件下进行仿真,结果如图4～6所示.其电压驻波比(voltage standing-wave ratio, VSWR)在S频段的1.9～2.3 GHz频带内小于1.15,阵元的3 dB波束宽度大于100°,带内轴比小于2.5 dB.图4 阵元的电压驻波比Fig.4 The VSWR of the antenna element图5 阵元在阵中的方向图Fig.5 The patterns of the element within the array 图6 阵元的轴比特性Fig.6 The axial ratio of element3 共形阵列波束优化对于天线布阵,由于平面阵列中各阵元的指向一致,根据方向图乘积定理,阵列方向图可分解为元因子和阵因子的乘积,将使平面阵的分析与综合大为简化. 而对于共形阵列方向图的分析与综合,基于方向图阵因子分解的平面阵经典分析方法不再适用,这是因为处于曲面共形阵中的阵元不再具有相同的方向图形状以及最大值指向,各阵元方向图的极化空间指向各异,导致了表述曲面天线阵辐射特性的方式与平面阵具有明显的差异,共形阵列的辐射为各阵元对远区观察方向矢量贡献的几何和,而后者只是各阵元标量贡献的代数和.基于互耦特性,引出阵元有源方向图的概念,借助有源方向图完成对阵列互耦条件下阵列方向图的计算.图7给出了共形阵列有源方向图的示意图.图7 共形阵列有源方向图示意图Fig.7 The patterns of the conformal array element由图7可知,受激励阵元实际的辐射方向图就是由该阵元的孤立辐射方向图与被受激励阵元照射的所有阵元的感应方向图叠加而成的. 定义某阵元有源方向图为:自由激励状态下,该阵元以单位幅度激励,其余阵元均端接匹配负载. 可以得到(1)简化为(2)式中:称为广义有源方向图;称为广义孤立方向图;(3)简化为矩阵形式,有其中:(4)I为N阶单位矩阵,C定义为包含阵元自耦贡献的结构模式互耦矩阵. 由于阵元孤立方向图与有源方向图均可通过测量或电磁数值计算得到,于是可以借助最小二乘法方便地获得C的最小二乘解,(5)如果对各阵元端口进行均匀同向激励,即激励向量Wori表示为Wori=[1,…,1],则经共形阵列互耦补偿后的阵元端口实际激励系数为(6)共形阵列的方向图表达式为exp(jk(xisin θcos φ+yisin θsin φ+zicos θ)).(7)针对该共形天线,采用二维相扫共形阵可以实现±75°圆锥空域扫描,为简化设计,共形曲面采用半球面,通过选通对应辐射方向上的天线阵元,实现各个方向的高性能扫描. 阵元选通的原理图如图8所示.图8 阵元选通示意图Fig.8 Schematic diagram of the element selection电磁波入射方向与每个阵元矢量有一个夹角,选通夹角Φ≤Φ0的阵元,再对选通阵元置相,使扫描波束指向电磁波入射方向. Φ0称为选通角,选通角取值过大时,将导致天线副瓣抬升、增益降低,一般来说,Φ0<90°. 通过优化布阵并合理选择选通角,能够使天线波束覆盖范围内增益平坦度优于1.5 dB,如图9和图10所示.图9 不同扫描角度的方向图(φ=0°)Fig.9 The radiation patterns for different scanning angles(φ=0°)图10 不同扫描角度的方向图(φ=90°)Fig.10 The radiation patterns for different scanning angles(φ=90°)天线方向图在不同角度的覆盖示意图如图11和图12所示.图11 天顶指向波束二维图Fig.11 The 2D pattern of the zenith beam图12 扫描大角度时天线波束二维图Fig.12 The 2D pattern of the steered beam4 信道模块设计该天线体制为接收数字波束成形,其后端的射频与数字信道主要由低噪声放大、模拟混频、模数转换、数字下变频及数字波束合成(DBF分系统与信道分系统共用数字处理硬件)等组成,对于该天线,主要由18个双通道低噪声放大模块和1个射频数字一体化处理模块组成,如图13所示.图13 信道模块组成框图Fig.13 Blocks of the signal channel接收通道由隔离器、限幅低噪声放大器、射频滤波、变频及数字化功能电路组成,其功能框图如图14所示.图14 接收信道功能框图Fig.14 The functional blocks of the receiving channel本接收通道频率窗口选择为射频输入频率S频段1 900～2 300 MHz;本振频率:2 100 MHz;中频频率:300 MHz;采样时钟:240 MHz. 限幅低噪声放大器采用平衡式放大器,其噪声系数优于1.2 dB,增益为28 dB,射频滤波器采用陶瓷介质滤波器,兼顾抑制度和插损的需求.变频和数字化采用单芯片实现,该芯片为独立双通道,输入射频频率范围支持1.8 GHz至2.5 GHz,ADC采样率为250 MHz,精度为14位,使用该芯片可以实现2.2 GHz至2.3 GHz射频信号的变频和数字化.射频数字一体化模块是集成模拟接收、模拟变频、模数变换、频率合成和时钟、本振分配的综合模块. 其实现原理框图如图15所示. 拟接收、模拟变频及模数变换采用单芯片实现,数字下变频及数字波束合成通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)完成.图15 射频数字一体化功能框图Fig.15 The RF-digital integrative functional blocks数字波束成形主要由DBF处理分系统通过接收任务管理系统的指令,接收各阵元的数字I/Q数据,根据所需波束指向产生对应的幅相加权矢量,再进行阵元幅相加权合成,得到所需的波束,通过并行处理获得同时多波束. 设计时,100 MHz带宽的宽带数字基带信号经第一级低通滤波后,再进行数字下变频,将已知的多个异频信号同时混频到数字基带. 多个数字基带信号经过各自的低通滤波器后进入DBF,合成各自的数字波束.5 样机与测试为了验证本文的设计,加工和集成了天线系统样机,样机照片如图16所示.在暗室中测试了天线的增益和方向图.图17给出了天线在两个正交切面的辐射方向图.相控阵天线的波束指向实测值与理论值如图18所示,两者吻合很好,偏差小于1°.图19给出了±75°空域范围内测试的天线增益,可以看出增益除法向外在12.5～13.5 dBi 波动,小于1.5 dB,符合设计要求.图16 共形阵实物图Fig.16 Photo of the conformal array(a) φ=0°(b) φ=90°图17 两个切面的辐射方向图Fig.17 The radiation patterns at two cutting planes图18 不同切面的波束指向偏差Fig.18 The deviation of beam direction at different cut planes图19 不同切面的增益变化Fig.19 The gain variations at different cutting planes6 结论本文提出了一种基于数字体制的半球面共形阵列天线,实现与卫星建立接收链路的功能. 通过对天线体制、天线阵元、波束指向方法以及数字成形原理等不同功能部分的研究,实现在半球空间中的波束覆盖. 设计的天线在全空域内的增益起伏小于1.5 dB,通过判断来波方向卫星波束在天线球面上的投影,选择需要工作的天线阵元;并通过对样机加工制作和测试,验证了本文提出设计方法的正确性,设计的天线体制有助于拓展数字波束体制在遥感卫星接收和卫星通信等领域中的应用. 后续将根据天线与终端的联试,进一步与卫星建立链路,以验证整个天线的实际应用效果.参考文献【相关文献】[1] ZHANG H T, WANG W, JIN M P, et al. 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共形阵列天线理论与应用总结
第1章引言
共形天线是一种和物体外形保持一致的天线。
第2章圆形阵列理论
2.1 引言
1、圆形阵列天线可以看作是旋转对称共形阵列天线的基本结构单元。
2、带有等间距辐射单元和等幅同相激励源的圆形阵列天线长期以来一直被用于获得在阵列所在平面（通常是水平面）的全向方向图，后来被用于相控定向波束及多波束阵列，包括宽带圆形阵列。
3、相对于全向性单元，定向性单元的使用已被证明能很大程度地改善圆形阵列的方向图带宽。
2.2 基本理论
1、基本的线形阵列由在一条直线上的若干等间距、同朝向分布的离散辐射单元组成。
2、均匀圆形阵列（UCA）的辐射单元等间距分布于圆的外围且等幅同相激励。
2.3 相模理论
1、当辐射单元具有方向性时，阵列的带宽和方向图稳定性等性质与各向同性阵列相比将会有所改善。
就定向阵列单元而言，相模概念同样有助于理解其工作机理。
第3章共形天线的形状
多平面表面平面的优势在于将辐射元、有源电子设备等的封装集成为平面多瓦片模块。
在相同的激励下，几个倾斜平面阵的组合可以产生和其相对应曲面阵相类似的方向图特性，即副瓣比约为-13dB。
然而，除非使用相当多的辐射元和小平面，否则，这种非平坦的外形很难满足更为苛刻的方向图指标，特别需要注意的是边缘和（或）小平面间缝隙的衍射问题。
小平面和柱面上辐射元间的互耦和单元方向图可使用UTD（一致性绕射理论）进行分析，在该研究中，小平面尺寸至少有几个波长大小。
除了小平面方案中增加了一个波纹之外，二者结果差异很小。
第4章分析方法
1、共形天线阵列具有各种各样的形状，其表面通常是电大尺寸（相对于波长）且凸凹不平，甚至，表面具有棱边或其他不连续性边，有时还覆盖一层介质，总之共形天线表面结构非常复杂。
2、阵列分析中的重要一环是分析辐射单元之间的互耦和单元的辐射方向图（孤立单元的和/或嵌入阵列的）。
因此共形阵列的分析重点是获得共形表面的电磁场和任意复杂的共形天线的远场方向图。