波(bo)束(shu)的(de)指(zhi)向(xiang)始(shi)終(zhong)與(yu)等(deng)相(xiang)位(wei)麵(mian)垂(chui)直(zhi)
，而(er)等(deng)相(xiang)位(wei)麵(mian)由(you)陣(zhen)元(yuan)間(jian)的(de)饋(kui)相(xiang)關(guan)係(xi)確(que)定(ding)，因(yin)此(ci)在(zai)各(ge)個(ge)陣(zhen)元(yuan)都(dou)是(shi)等(deng)幅(fu)饋(kui)電(dian)情(qing)況(kuang)下(xia)，線(xian)性(xing)陣(zhen)的(de)波(bo)束(shu)方(fang)向(xiang)圖(tu)函(han)數(shu)為(wei)sinc函數。通過公式詳細分析影響相控陣雷達波束寬度的因素，這裏是一維均勻線陣波束寬度的計算公式：

 

 

通常，均勻口徑照射情況下3dB波束寬度的k=0.886，若是4dB波束寬度的k=1；其他也可以定義10dB波束寬度等。

 

 

我們仿真一個極坐標下線陣的波束掃描動圖，其中外圈標注的是度數-90~90°，0°表示垂直於線陣的方向。其中，一圈一圈的環代表的是幅度，這裏進行了歸一化
，指向0°時是0dB。仿真時設置：N=16
，d=λ/2

，波束指向從-60~60°，得到下麵的動圖：

 

 

從該動圖可以看出：

 

1. 波束指向角越大，波束寬度越大。

2. 隨著波束指向的增大，增益降低。

3. 沒有進行降低旁瓣的加權
，旁瓣較高。

4. 陣元間距為半波長
，沒有產生柵瓣。

 

陣元間距的影響

 

陣zhen因yin子zi是shi一yi個ge周zhou期qi函han數shu，如ru果guo陣zhen元yuan間jian距ju取qu值zhi不bu合he適shi，相xiang控kong陣zhen天tian線xian掃sao描miao時shi的de輻fu射she場chang會hui在zai主zhu瓣ban以yi外wai形xing成cheng與yu主zhu波bo束shu類lei似si的de有you規gui律lv的de輻fu射she波bo束shu，常chang被bei稱cheng為wei柵zha瓣ban。一yi個ge好hao的deESA設計必須考慮柵瓣的影響，這裏直接給出結果：

 

 

相控陣的最大掃描角既不會是0度
，也不會接近90度；假如線性陣的波束最大掃描角度為60度
，那麼陣元間距d小於0.54的波長就不會出現柵瓣了。所以，在可以的範圍內適當增大天線陣元間距以減少數量來達到相同的口徑降低成本。

 

還(hai)有(you)一(yi)點(dian)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)就(jiu)是(shi)這(zhe)裏(li)的(de)波(bo)長(chang)要(yao)選(xuan)擇(ze)工(gong)作(zuo)帶(dai)寬(kuan)中(zhong)最(zui)短(duan)的(de)波(bo)長(chang)來(lai)計(ji)算(suan)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)間(jian)距(ju)如(ru)果(guo)保(bao)證(zheng)了(le)最(zui)短(duan)波(bo)長(chang)的(de)情(qing)況(kuang)都(dou)不(bu)出(chu)現(xian)柵(zha)瓣(ban)了(le)，那(na)它(ta)肯(ken)定(ding)也(ye)就(jiu)滿(man)足(zu)了(le)波(bo)長(chang)更(geng)長(chang)的(de)情(qing)況(kuang)。

 

 

總結來說
，“陣元間距取半波長左右”基本不會有啥問題；如果你想放寬一點
，那就要結合你的最大掃描角進行權衡了；如果你想看看出現刪瓣的情況
，下麵的兩個動圖僅設置的陣元間距不同，其他參數同上麵動圖。

 

d=2λ

 

來源：雷達通信電子戰

 

 

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