求專家分析,這樣計算,天線陣列的接收增益和發(fā)射增益為何不同了
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考慮一個由N個isotropic 陣子均勻分布組成的線性陣列天線。它的最大directivity,D0∝N(與N成正比,可參考Blanis的書) ,它的最大effective area,Aem= D0*λ^2/(4π) ∝N。
當陣列為發(fā)射天線時,假設饋電總能量為Pt,則單個陣子的的功率為Pt/N。在距離為R的遠場某點的E=ρ*sqrt[P_t/(N*〖4πR〗^2 )](1+e^jφ+e^j2φ+...+e^(j(N-1)φ)),其中ρ為常量,φ為陣子間的相位差。最大增益方向的電場同向疊加,|E|=ρ√(P_t/(N*〖4πR〗^2 )) N,功率密度Wr∝ρ^2* P_t/((N*4πR^2))*N^2=ρ^2 (N*P_t)/((4πR^2)),如果此處放一個isotropic天線,則接收功率Pr= 天線有效面積*功率密度=Wr *lamda^2/(4*pi) ∝N,與N成正比。
當陣列為接收天線時,假設發(fā)射天線為isotropic天線,饋電總能量為Pt,則天線陣列在距離為R的遠場最大增益方向的接收功率Pr=P_t/((4πR^2))*Aem∝N,與N成正比。如果從接收信號的角度分析,每個天線陣子處的功率密度,Wr=sqrt(P_t/〖4πR〗^2 ),則天線陣列接收信號S=β*sqrt(P_t/〖4πR〗^2 )(1+e^jφ+e^j2φ+...+e^(j(N-1)φ)),最大增益方向信號同向疊加則接收的總功率為Pr ∝|S|^2=β^2 P_t/((4πR^2))*N^2, 與N^2 成正比!
從天線互易性來說,當發(fā)射天線為陣列,發(fā)射功率為Pt,接收天線為isotropic天線,接收功率為Pr;則當發(fā)射天線為isotropic天線,發(fā)射功率為Pt,接收天線為陣列時,接收功率應該同樣為Pr,但上述的計算過程卻表明接收功率為N*Pr。天線陣列不互易了,發(fā)射增益和接收增益不同了!
上述分析的問題出在哪 了呢?
網(wǎng)友回復:
這個問題已經(jīng)困擾我?guī)滋炝,哪位專家能給我解釋一下呀。
網(wǎng)友回復:
太長了,難得看!
不過天線作為接收和發(fā)射的增益是相同的,只是你的分析那里出問題了。
網(wǎng)友回復:
文字表述還可以更清晰一點:)至少去掉那些不必要的內(nèi)容,比如,這個問題貌似可以不用包含phi的表達式;另外,寫那么長的表達式容易讓人厭倦,愿意認真研究問題的人,可能被嚇跑了。
網(wǎng)友回復:
這是對的,N個陣元相干合成,接收功率增加N平方倍,但噪聲功率也增加了N倍(噪聲功率統(tǒng)計獨立),信噪比其實增加了N倍。和N倍增益的單天線效果一樣。所以不能說有N平方的好處。
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