7.5.4 平面不平度分析在线视频

那我最终还要算它的总增益

后面我会估算一下

我这里还要在中间插一个知识点

就是天线平面的不平度的一个影响

这里我先念这几句话

就是

机械结构误差

对电性能的影响

应当按照电磁场理论

把几何结构视作

电磁场的边界条件来处理

机械结构误差

那我们刚才之前设计是没有考虑机械结构的

可采用

近似的几何光学原理以及统计规律

即为基础的Ruze公式

来估算这种影响

由于天线表面的不平度引起了电磁波的波程差

这是主要的一个问题

是吧

那我们如果让天线

你板子不平

大白话 那怎么样

天线就在表面上每个单元之间怎么样

就有波程差

我们这里

微带天线

微带的介质板

它很软

当然用过rogers5880就知道

你要把它

用导电胶要固化在

支撑板上的时候

它其实如果工艺不好的话

它各种起泡等等的各种问题

它会造成天线表面不平

那这时候

这里面实际上

表面的不平度引起的波程差

在我们这里不能被忽略掉

使天线口面不再是等相位面

从而导致

天线增益的下降

总之都是任何的事都是坏的

按照Ruze

这种下降是可以定量的描述的

按照统计学的准光原理

公式在放着

这个

首先这几个字母

天线增益的下降系数

然后

G0表明

是无表面误差时天线的增益理想

G表面有误差时的增益

它们两个的比

就是这个所谓的增益下降系数

那这里呢

有一个δ

表面各点的半光程差的均方根值

也就是所谓的不平度

我们经常用测量的2a的那个值

可见

按公式看

它正好是个e指数负的平方公式

可见

随着表面不平度的增大

天线增益明显下降

因为它是个指数形式的下降

而且上面还带个平方

这个实际上是相当可观的

这得计算几个典型值

当δ

也就是这个

不平度

是三十分之一波长就均衡了

三十分之一波长时

这时侯你看我效率变成什么

变成原来的效率的83%

如果这时候取对数增益怎么样

大概掉了

接近0.8dB

接近0.8dB

而当

你这个不平度

是十六分之一波长的时候

十六分之一波长的时候

这个怎么样

效率一下子变成54%

基本折半了

要减3dB

这在天线来说是相当可观的

这意味着

这个天线的效率

只相当于普通效率的0.5倍

是吧 这话的意思

那这里就说了一个问题说

如果天线

这里面实际上是个相对值

就是说

假设这个天线工作频率特别高

那就意味着

那我对整个天线的口面的加工精度就要很高

为什么

因为频率高的话

意味着波长非常短

这时候它的十六分之一

三十分之一

等等都已经加工

可能接近极限的机械加工的极限误差

极限误差

而且可能你为了让天线效率高

你可能还会想做得更好

是吧

另外

还有一种

还有一种极端情况

就是现在我们做了很多类似FAST这种

大口径的天线

是吧

大口径的天线

这时候它口径非常大

这时候其实

它的误差也不会小

是吧

虽然波长这时候变长了

但是你都是低频的一些信号

更低频的一些信号

但实际上

对它来说相对误差还是要求的很苛刻

所以这时候的工程难度就会大大的增加

无论是低频的大口径

还是高频的

频率特别高的尤其到太赫兹

它百微米量级的

几十微米的时候

那这时候你要是除三十

这时候就相当可观了

这个

你这你就

测量它都是个非常大的一件事情

好

因此

我们通常工程上

表面不平度

机械加工完就把它粘好是吧

一般也要控制在

三十分之一波长到六十分之一波长

你保证表面不平度引起的损耗不大于1dB

如果你控制在三十分之一的时候

实际上已经怎么样

三十分之一的时候

刚才说已经接近0.8dB还多

0.8dB

你八十了

八十的话就差不多是1dB了

是吧

80%的效率

这种还是很可观的

那对于Ka波段来说

你按照这个来算的话

实际上你怎么样

你要在一个平面上

你控制的不平度应该控制在0.2

到0.1之间

0.1毫米

这个就不说单位了

公式默认都是毫米

如果你这个里面表面做得很小

那这个其实并不难

但如果你这个已经做到十几个厘米

一百多毫米几百毫米

有的时候

那这时候你能满足它就非常的难

厘米口径你要做到这个0.1

实际上相当难了

是吧

你各种的平面的

是吧

应力的问题

等等的都会体现出来

好

那我们这里实际上

我们规定我们要求至少要

控制在0.2到0.1之间

最终拿出来的时候

好

也就是说天线里最终工艺造成的不平

造成的增益的退化

增益的退化