阵列天线分析于综合试题库完整

阵列天线分析与综合题一、填空题(1分/每空)1. 阵列天线的分析是指在已知阵列的四个参数—单元数_、_单元的空间分布、_激励幅度分布和激励相位分布的情况下，确定阵列天线辐射特性。

阵列天线的综合则是指在已知阵列辐射特性如方向图_、—半功率波瓣宽度_和_副瓣电平_等的情况下确定阵列的如上四个参数。

2. 单元数为N，间距为d的均匀直线阵的归一化阵因子为S(u)= _____________其中u =kd cosP中。

，k= _______ ，口表示__________________ 最大指向为____________________ 阵列沿x方向排列则cosP x= _________ 若阵列沿y方向排列则cos札= _____________ 若阵列沿z方向排列则cosB z= _______ 当N很大时，侧射阵的方向性系数为D= ___________________ ，半功率波瓣宽带为(BW)h= 51上(°)，副瓣电平为SLL= -13.5 dB，波束扫描时主瓣将(13) 变~ Nd ~ - —宽___，设其最大指向十为阵轴与射线之间的夹角，扫描时的半功率波瓣宽度为(14)_51—_(°)，抑制栅瓣的条件为(14)__d£——_；端射阵的Nd sin P m 1 +1 cosP m |方向性系数为D= ，半功率波瓣宽带为(BW)h= 108』-*(o)。

Nd3. 一个单元数为N，间距为d的均匀直线阵，其归一化阵因子的最大值为_____ 其副瓣电平约为__________ dB设其最大指向日m为阵轴与射线之间的夹角，则抑制栅瓣的条件为_____________ 大指向对应的均匀递变相位:-max二。

4. 根据波束指向，均匀直线阵可分为三类，即(1)侧射阵_:⑵ 端射阵和—扫描阵__它们满足的关系分别是。

=（3）_0 _______ 、G =⑷__—kd_ 和—__ = -kd COS P m__。

5. 均匀直线阵的零点位置与—单元数N_、―单元间距d__ __频率（或波长）__和_ 最大指向日m （或均匀递变相位 a ）有关。

6. 在普通端射阵的均匀递变相位的基础上再附加一个均匀递变的滞后相位「•，可以提高端射阵的方向性系数。

此时a =（16）〜-kd-6 __,满足汉一伍条件的这种阵列称为（17）一强方向性_端射阵，其6 =（18）_上厶N一其方向性系数是普通端射阵的（19）__1^__倍07. 一个均匀递变相位为口，间距为d的N单元直线阵列可以写成__________ 个因式（w -wj的连乘式，其中w= ____________ u = kdcos日中a , w i是阵因子的零点。

当d =九/2时，w随B =0~兀的变化在谢昆诺夫单位圆上走________ 圈o8. 均匀直线阵的可见区随间距d的变化是使可见区范围大小改变 _，随均匀递变相位a的变化是使讯见区位置发生移动___09. 用谢昆诺夫单位圆分析阵列中，其w=__e ju__，其中u = kdcos日，可见区范围（日=0~兀）在单位圆上有确定的区域，单元间距d变大，则可见区范围__变大_________ ，改变均匀递变相位a，则只改变可见区的—相对位置_________ ，当d=&/2时，可见区的范围在单位圆上为—一圈___0阵因子最大值在单位圆上的位置为正实轴与单位圆的交点_____________ 010. 用Z变换分析阵列特性要求阵列单元间距为等间距，激励相位为均匀递变___，激励幅度的包络可Z变换_ _11. 用Z变换理论分析直线阵阵列特性要求阵列单元的间距、激励相位和幅度的包罗函数分别满足的条件是：（1） __________________________________ -⑵ ________________ 、___) _____________ _12. 道尔夫一切比雪夫阵列的特点有三点，一是⑷_等副瓣电平 ______________________________ _二是(5)_在相同副瓣电平、相同阵列长度下其主瓣宽度最窄__________三是(6)_阵列单元数多副瓣电平又不是很低时，阵列两端单元的激励幅度将发13. 平面阵要实现单方向辐射的方法主要有两点，一是14•构造线源泰勒方向图函数的基本函数是sin(兀u)Nu ；构造圆口径泰勒方向图函数的基本函数是2J,(二u)/C u )，它是圆口径为均匀分布时方向图函数。

15. 构造线源贝利斯差方向图函数的基本函数是(23)_兀ucos(代u)/[(u —1/2)(u +1/2)] 构造圆口径贝利斯方向图函数的基本函数是2(24)_兀uJ；3u)/[1 —(u/%) ] _16. 一个单元数为N，间距为d的均匀直线阵(人=1°, n =1,2,|l(, N),其阵因子方向图函数的最大值为_______ 其副瓣电平约为 _________ d，设其最大指向9m为阵轴与射线之间的夹角，则抑制栅瓣的条件为________________ 大指向对应的均匀递变相位®max = ________。

17. 一个在xy平面内的矩形栅格矩形边界的等间距平面阵，如果阵列中某个单元的馈电幅度可分离，即对所有的m和n，均满足I mn =lxm I yn，相位在X和y 方向为均匀递变，则平面阵方向图函数可写作____________________________________________________________ o18. 一个在xy平面内的矩形栅格矩形边界的N xX N y的均匀平面阵，间距分别为d x和d y，设N x和N y均较大，其方向性系数D与其面积S的关系为____________ -若沿x和y方向排列的均匀直线阵的方向性系数分别为D x和D y，主瓣宽度分别为2日0.5X和23o.5y，贝U平面阵的方向性系数与它们的关系分别为____________ 和19 .矩形栅格矩形边界的切比雪夫平面阵有两种形式，一种是__________ ; 一种是。

20. 可分离型分布的切比雪夫平面阵，在两个主面内的和方向图是______________________ 。

在两个主面以外的其它剖面中，方向图的副瓣电平比______________________ 低。

21. 不可分离型切比雪夫平面阵可实现通过最大值的任意剖面内的方向图副瓣电平__________ 。

这种方法适用于设计矩形栅格排列的矩形平面阵列，且限制条件是矩形阵列的__________________ 。

但是不一定是方阵，因为两个正交方向的单元间距d x和d y可不一定相等。

22. 与均匀矩形平面阵方向图的副瓣电平相比，均匀圆形平面阵的方向图副瓣电平_______________ 。

23. 一个均匀分布的矩形栅格平面阵，其边界若为矩形，则副瓣电平为_-13.5 dB;其边界若是圆形，贝U副瓣电平为_-17.6_dB。

24. 一个N单元直线阵实现差方向图的条件是』励幅度为对称分布一』励相位为阵列左右两半相位相差180度_，若为奇数阵列，则—中间单元的激励幅度须为零_。

25. 阵列单元数为偶数(N =2(M 1))时，由方向图的零点y=2cosu - -q展开M的功率方向图函数为Rven(y) = _(y+2)口(y+G)2对应的阵列函数为ME even(Z)=_(1 * Z」)［［(1 C Z J - Z~ ) _, Z 二e 少。

(单元数为奇数时呢)i 426. ___________________________________________________________ 单元间距d =h/2 ,单元数为N的侧射阵最大方向性系数D= ______________________ ,其最佳激励矩阵［1］：戌= _____________________二、简答题(5分/每题)1. 什么是阵列天线的分析？什么是阵列天线的综合？答：阵列天线的分析是指在已知阵列单元数、单元的空间分布、激励幅度分布和激励相位分布四个参数的情况下，确定阵列天线辐射特性。

阵列天线的综合则是指在已知阵列辐射特性如方向图、半功率波瓣宽度和副瓣电平等的情况下确定阵列的如上四个参数。

2. 简述什么是可见区，什么是非可见区。

均匀递变相位:和间距d是如何影响可见区的。

答：从数学上看，阵因子S(u)」n(NU⑵是在二：：：u「：范围内的周期函数，sin(u/2)周期为2二，实际上B的变化范围为0"：：，由U=：kdcos，' s J可得对应的实际范围为-kd ： _ u _ kd 二该范围为可见区，范围之外为非可见区。

单元间距d变大(小)，则可见区范围变大(小)，改变均匀递变相位:-，则只改变可见区的相对位置。

3. 简述道尔夫一切比雪夫法综合阵列天线的基本思想，并回答为何切比雪夫阵列为等副瓣。

答：⑴利用切比雪夫函数曲线在［为必］区间内的T m(x)曲线作为方向图主瓣，区间［-1,花］内的T m(x)的振荡曲线作为方向图的等电平副瓣。

(X1为最靠近x=1的零点)(2) 建立一个对称分布的N单元直线阵阵因子S N(U)与N-1阶切比雪夫多项式T N丄(x)之间的关系，即S N (u) = T N j(x) , x^cosu。

(3) 展开S N(U)和T N j(x),使其只含cosu的项。

(4) 取COSU = X/X0，比较两者系数即可综合出直线阵列分幅度分布I n。

n J.([1-(U/山)2]4. ------------------------------------------------------------------------------ 简述构造泰勒方向图函数S(u)= 哑巴------------------------------------------ 的基本思想。

兀U 2i【[1-(u/n)2]n 4答：(1)由线源理想空间因子F(u,AHcos(—u2-A2)出发，由于找不到一种激励分布来实现理想空间因子；⑵引入基本函数sin(「：u)/(二u),虽然基本函数是可以实现的，但其副瓣电平高且不可调整；⑶根据向远副瓣方向移动零点位置可降低副瓣电平的原理，可将基本函数的前n-1个零点去掉,代之以修改的理想空间因子F(u,A)二cosC ,(u/；「)2- A2)的零点U n - .. A2(n-1/2)2,这样就构建出问题给出的泰勒方向图函数S(U)。

5•试述若副瓣电平要求为SLLW—25dB时，间距d「/2的泰勒阵列的单元数N>8。

答：一个N单元阵列，当d = 72时，其方向图的零点个数为N —1，主瓣两侧各有副瓣N/2-1个，应有N/2-1市，则N・2(斤T)。