7.5.3 基本性能估算在线视频

下面我介绍一个

主要的一块工作

主要的一块工作

就是说

如果我拿到刚才我们

所有的天线的指标要求

首先

我要对天线的基本性能进行估算

我要搞清楚天线

我大概用什么方案

然后

我这个方案呢

里面拿出来说

那可能是我的瓶颈问题

是吧

那我在设计优化计算的时候

那我就要怎么样

倾向于它

是吧

那不是我的瓶颈

那地方是可以用来放松的

对吧 好

那这里

我让他首先要把它分成了几个

开始考量了几个问题

我知道第一

那就是单元的特性

这也是积木

你拿很多积木是吧

我们天线单元

那这时候我看到天线的怎么样

它的绝对带宽500MHz

相对带宽1%多一点点2％不到

这时候

我可以考虑说

那我单层微带贴片天线就可以做下来了

不用双层的

双层的呢

也不用空气架高

对吧

我单层的就能做下来

而且

我单层的微带天线

它的典型增益多少

典型增益7dB

对吧7dB

我相信大家已经开始做公共作业了

典型增益7dB

另外

单元还要考虑些什么问题呢

比如说 极化

以至于如果是圆极化

还考虑轴比

在我们这里大家看到

就是我们这个

天线绝对的工作带宽

和相对带宽都不宽

尤其是相对带宽不宽

所以我的极化

它的轴比带宽等等问题不太大

本身就是圆极化 恰好都能做

圆极化单元

1%多的带宽 单层（微带天线）也是能做出来的

这时候单元是可以看到

另外

还有个考察的特性就是副瓣

副瓣

刚才我们讲的时候其实也特别说了

是吧

我们的副瓣要求是什么 -18dB

意味着怎么样

你只是靠口径

你是搞不定它的对不对

一定要做加权

这里我就是说

加权有很多很多种

包括泰勒加权

切比雪夫加权

海明加权

它很多的优点和缺点

那在我们这种

只有十几个单元

就是一行看过去是吧

权值的这种我怎么样

我一般采取哪种权值

一般采取泰勒加权

泰勒加权相对来说是比较优化了

因为切比雪夫加权主要的问题就是

单元间权值变化比较大

那我做微带的功分器的时候

不等功分器的时候难度会变大

海明加权一般处理更大的

单元数的办法

简化的一个计算

泰勒加权典型的这种离散的

然后

单元间的权值变化不太大

这样我做的不等功分器的挑战不是太大

还有个问题

就是说我如果

做了低副瓣处理

那就意味着什么

我口面的效率会下降

是吧

那我

整体带来的整体什么

天线的增益的下降

这一点

我知道这一点

我知道这一点

在天线这个

整个的增益的估算的时候

我要把它考虑进去

把它当成一种损耗

另外就是阵列的

阵列增益

那我用天线单元组成了阵列

这里呢

实际上大家之前先知了

你就知道我们实际上最终完成指标

是一个8×16的一个阵

8×16的阵

那这时候我就要考虑

说我到底要做

真正的

拿到指标

你又想到什么

我要考虑阵元数

是吧

？×？的

另外一个

单元的间距

单元间距

但一般的阵列天线的单元间距是多少

大家学过阵列计算的时候就知道

一般单元的间距选的什么

0.5个波长到1个波长之间

否则怎么样

就会开裂了

对吧

我这里是写的λ0

好

在我们这个里面

我们应该选择多少呢

（单元）之间既然可以随便选

在这里面实际上还有一个数

0.5倍的λ0

λ0可是空气里的

真空里的波长

要注意

如果d是0.5λ0的时候

如果在阵列里

增益最佳

如果是0.8λ0的时候

方向性系数最佳

一个是组成了阵列的时候增益最大

一个是方向性系数最大

方程系数最大意义什么

也就是波束最尖锐

3dB波瓣宽度最小

是吧

但可能出来的增益不见得最大

因为你

我们主要是馈电网络带来的一些问题

还有天线单元耦合之间的问题

它是离单元太小了

耦合不起来

好

这里面我们正常来说

如果可能的话

大家都采取什么

0.75个波长比较多

但实际上你放不下

又怎么样

就放得更小

放到0.5个波长

再小

这个就要看了

你再小就容易出问题是吧

但是也不是说的0.5就是绝对的

所以我说一般情况下

但是另外一个准则

就是在阵列的增益的计算的时候

就是

我们要知道

单元数量增加

那阵的增益

会增加3dB

单元数增加一倍

2取对数

是吧

2取对数×10

这个要知道

所以我们很多的时候

你在阵列允许的情况下

我一般都喜欢

取2的幂指数的单元数量

为什么

因为我做一分二的功分器比较好做

是吧

一分二的功分器比较好做

好

另外一个

在天线的基本的计算的时候

估算的时候

我还有个3dB波瓣宽度的一个

考量

那我们看在这里

实际上我们是一个什么

一个扇形波束

对不对我们这个里面要求

4.5°

小于4.5°和大于8°

两个维度上

拿到了这个

刚才我也说拿到了这个

总增益

是吧

还有一个什么

3dB波瓣宽度

实际上我经常会怎么样

马上就要用下面这个公式

对不对

用26000

怎么样

我除一下3dB波瓣宽度

我看看增益能做到多少

是吧

那这里呢

我得提前算了一下

如果用26000/(4.5°*8°)

然后我再取对数乘10

最终的结果

大概出来的是28.5dB

那跟我这个

指标要求的

增益最大值实际上还是大很多了

是吧

按照3dB波瓣宽度

来进行天线设计的话

那我增益的余量还是很大的

增益余量很大

因为我要的是22dB

是吧

实际的增益

另外

就是说考虑什么

既然是阵列的话

那实际上我按着阵列的3dB波瓣宽度的

波瓣角的一个估算公式

51λ除以nd

λ就是波长了

但是这个值应该是λ0

然后这个

n是单元的数量

d是单元的间距

如果你是个线阵的时候

你这时候拿这个了

假设单元超过四个

这个估算公式就比较准了

大概就出来了3dB波瓣宽度

那我们这时候怎么样

应该拿4.5°和8°分别怎么样

套在这里

d呢

我们是之前的先取了最佳的增益了

是吧

0.75个波长

套在这里

分别算n

是吧

这里估算了一下之后

n为8的时候怎么样

它的单元的宽度

波瓣角的宽度

还是能满足要求的

另外就是水平维的话

单元的数量是16的时候

也能满足什么

窄波束的要求

比它要求的窄波束4.5°要窄

正好取在

8和16取在了4.5°和8°的中间

在这里

你可以反算过来

到底n需要多少

把n和m就是横纵单元数量

取个范围

好

那这里

也大概可以估算一下

最终

通过3dB波瓣宽度

一看增益不矛盾

另外单元

单元的数量大概有个估计

你正好又想

取在2的幂指数上

所以正好

就在8×16上

8×16上

我大概确定了

阵列的样子

和包括馈电网络的样子

就馈电网络

当然我构思也是按照刚刚实物的角度来构思