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引言1

第1章 直线阵列的分析3

1.1 电流源的辐射场3

1.2 直线阵列4

1.2.1 并排振子直线阵5

1.2.2 共轴振子直线阵6

1.2.3 直线阵阵因子的简单导出方法7

1.3 均匀直线阵的分析8

1.3.1 主瓣最大值及最大指向8

1.3.2 侧射阵、端射阵与扫描阵8

1.3.3 可见区与非可见区9

1.3.4 栅瓣及不出现栅瓣的条件9

1.3.5 均匀侧射阵、扫描阵及端射阵的方向图10

1.3.6 零点位置11

1.3.7 主瓣零点宽度（BW）o12

1.3.8 主瓣宽度（BW）h12

1.3.9 副瓣位置和副瓣电平14

1.3.10 方向性系数D15

1.3.11 均匀直线阵方向性系数的另一种计算方法16

1.3.12 相关问题的补充18

1.4 强方向性端射阵20

1.4.1 汉森-伍德亚德条件21

1.4.2 强方向性端射阵的方向性系数22

1.4.3 强方向性端射阵的其他参数23

1.5 用Z变换法分析阵列24

1.5.1 Z变换与阵因子函数25

1.5.2 Z变换法分析阵列27

1.6 谢昆诺夫单位圆辅助分析阵列36

1.6.1 谢昆诺夫单位圆36

1.6.2 均匀侧射阵的分析38

1.6.3 低副瓣阵列39

1.6.4 赋形波束阵列41

1.7 不均匀阵列的分析43

1.7.1 不等间距阵列43

1.7.2 不均匀相位递变阵列48

1.8 单脉冲阵列55

1.8.1 和、差方向图阵因子57

1.8.2 和、差方向性系数58

1.8.3 差方向图主瓣和副瓣最大值位置58

1.8.4 单脉冲雷达天馈系统简图59

1.8.5 实例分析59

第2章 直线阵列的综合62

2.1 道尔夫-切比雪夫综合法62

2.1.1 用单位圆说明实现低副瓣阵列的概念62

2.1.2 切比雪夫多项式63

2.1.3 阵因子多项式65

2.1.4 切比雪夫阵列的设计66

2.1.5 单元间距的改变对切比雪夫阵列方向图的影响68

2.1.6 切比雪夫阵列激励幅度分布的通用综合公式69

2.1.7 副瓣电平对切比雪夫阵激励幅度、锥削效率和方向图的影响70

2.1.8 切比雪夫阵列的波束宽度和方向性系数72

2.1.9 利用切比雪夫函数的根来综合阵列75

2.2 功率方向图和激励系数77

2.2.1 功率方向图函数及其y多项式展开表示77

2.2.2 由方向图零点展开功率方向图函数及阵列函数78

2.2.3 用y多项式功率方向图函数表示的方向性系数79

2.2.4 实例及分析80

2.2.5 用功率方向图的y多项式综合等副瓣阵列83

2.2.6 综合结果参数之间的几个关系式86

2.2.7 无副瓣阵列87

2.3 傅里叶变换法89

2.3.1 连续线源的综合90

2.3.2 离散线阵的综合92

2.4 伍德沃德-劳森抽样法93

2.4.1 连续线源的综合93

2.4.2 离散线阵的综合96

2.5 泰勒综合法101

2.5.1 线源的等副瓣理想空间因子101

2.5.2 泰勒空间因子104

2.5.3 线源的泰勒分布107

2.5.4 泰勒阵列方向图的主瓣宽度和不出现栅瓣的最大间距109

2.5.5 泰勒阵列的主要参数111

2.5.6 泰勒综合法的步骤111

2.5.7 副瓣电平对泰勒阵列激励幅度分布、锥削效率和方向图的影响112

2.5.8 单元间距的改变对泰勒阵列方向图的影响114

2.5.9 泰勒阵列的设计准则115

2.5.10 泰勒综合法设计实例116

2.5.11 泰勒阵列和切比雪夫阵列的比较118

2.6 变形泰勒方向图的综合120

2.6.1 变形泰勒空间因子120

2.6.2 能产生变形泰勒方向图的连续线源电流分布121

2.7 差方向图的贝利斯综合123

2.7.1 贝利斯差方向图函数124

2.7.2 线源的贝利斯分布126

2.7.3 线源贝利斯分布的离散127

2.7.4 贝利斯阵列的阵因子128

2.7.5 贝利斯阵列差方向图的主瓣零点宽度及不出现栅瓣的最大间距130

2.7.6 单元间距d的改变对贝利斯阵列方向图的影响130

2.7.7 不同副瓣电平的贝利斯阵列激励幅度和方向图131

2.8 Villeneuve ？阵列综合法133

2.8.1 用方向图零点表示切比雪夫阵列的阵因子133

2.8.2 Villeneuve方向图函数的构造134

2.8.3 离散直线阵奇数阵列的综合公式135

2.8.4 离散直线阵偶数阵列的综合公式136

2.8.5 采用Villeneuve ？阵列综合实例137

2.9 同时实现和、差方向图的直线阵列139

2.9.1 采用一种对称激励分布的单脉冲阵列139

2.9.2 同时采用两种激励分布的单脉冲阵列139

第3章 平面阵列的分析142

3.1 平面阵列的基本形式142

3.1.1 常规平面阵形式142

3.1.2 非常规平面阵形式143

3.2 矩形栅格矩形平面阵列的阵因子143

3.2.1 平面阵坐标及参数144

3.2.2 阵因子方向图函数144

3.2.3 平面阵波束指向145

3.3 带反射板的对称振子平面阵147

3.3.1 对称振子平面阵结构及坐标系147

3.3.2 平面阵中第mn个单元及其镜像的辐射场148

3.3.3 平面阵的总辐射场148

3.3.4 E面和H面方向图函数149

3.3.5 对称振子均匀平面阵150

3.4 平面阵的栅瓣及其抑制条件151

3.4.1 复T平面151

3.4.2 主瓣和栅瓣在复T平面中的位置关系152

3.4.3 抑制栅瓣在实空间出现的条件153

3.5 平面阵波束宽度和方向性系数154

3.5.1 3dB轮廓线方程154

3.5.2 半功率波瓣宽度157

3.5.3 平面阵方向性系数D159

3.6 平面阵的和、差方向图161

3.6.1 从左到右顺序排列单元的情况162

3.6.2 以阵列中心点为对称排列单元的情况162

3.7 可分离型矩形栅格矩形平面阵的分析与设计实例163

3.7.1 平面阵的综合设计163

3.7.2 平面阵的三维方向图绘制166

3.7.3 几个典型的可分离型矩形平面阵的分析167

3.8 三角形栅格平面阵169

3.8.1 三角形栅格矩形边界平面阵的阵因子170

3.8.2 三角形栅格矩形平面阵的栅瓣及抑制171

3.8.3 三角形栅格矩形平面阵的分析173

3.9 几种典型边界平面阵的分析176

3.9.1 阵列天线普遍适用的分析表达式176

3.9.2 适合于分析特定边界平面阵的阵因子177

3.9.3 圆形、椭圆形和八边形边界平面阵的分析实例178

3.10 圆环阵列的分析180

3.10.1 圆环阵阵因子180

3.10.2 圆环阵的方向性系数184

3.10.3 考虑单元方向图的圆环阵186

第4章 平面阵列的综合190

4.1 各剖面均为等副瓣的切比雪夫平面阵综合190

4.1.1 阵因子191

4.1.2 综合方法192

4.1.3 主瓣宽度和方向性系数193

4.1.4 实例193

4.2 圆口径泰勒综合195

4.2.1 圆口径泰勒空间因子195

4.2.2 圆口径泰勒分布197

4.2.3 圆口径泰勒分布的口径效率υ198

4.2.4 圆口径泰勒平面阵201

4.3 椭圆口径泰勒综合207

4.3.1 把椭圆转化为圆的坐标变换207

4.3.2 椭圆口径综合实例207

4.4 圆口径贝利斯综合208

4.4.1 圆口径贝利斯空间因子208

4.4.2 圆口径贝利斯分布211

4.4.3 圆口径贝利斯平面阵212

4.5 圆口径平面阵列和、差方向图的同时实现216

第5章 阵列天线的优化综合218

5.1 直线阵方向性系数的最优化218

5.1.1 直线阵方向图函数的矩阵表示218

5.1.2 方向性系数D的矩阵表示219

5.1.3 方向性系数D的最优化方法220

5.1.4 直线侧射阵方向性系数的最优化220

5.1.5 直线端射阵方向性系数的最优化222

5.2 圆环阵方向性系数的最优化223

5.2.1 圆环阵侧射方向性系数的最优化224

5.2.2 圆环阵端射方向性系数的最优化225

5.2.3 短偶极子为圆环阵单元的方向性系数的最优化226

5.3 赋形方向图的优化综合——变尺度算法227

5.3.1 赋形波束的优化综合原理228

5.3.2 赋形波束的优化综合实例232

5.4 赋形方向图的优化综合——Orchard-Elliott法240

5.4.1 用复根表示的直线阵阵因子功率方向图函数240

5.4.2 综合方法理论241

5.4.3 用多项式函数展开来表示期望的赋形波束函数F0（u）245

5.4.4 方法的改进246

5.4.5 实例246

5.4.6 赋形方向图的变尺算法与Orchard-Elliott方法的比较255

第6章 相控阵天线原理256

6.1 相控阵扫描原理257

6.1.1 一维相控扫描阵列258

6.1.2 二维相控扫描阵列262

6.2 阵列天线单元互耦及分析方法264

6.2.1 阻抗法265

6.2.2 散射法266

6.2.3 有源单元方向图267

6.2.4 小阵分析法274

6.3 相控阵的辐射单元279

6.3.1 电流（线）天线单元280

6.3.2 口径天线单元282

6.3.3 微带贴片天线单元284

6.4 相控阵的馈电方式284

6.4.1 强制馈电方式284

6.4.2 空间馈电方式285

6.5 相控阵天线近场测量287

6.5.1 平面近场测试系统简介287

6.5.2 近场测量精度289

6.5.3 相控阵天线近场测量方法290

第7章 密度加权稀疏阵列292

7.1 密度加权阵列特点292

7.2 独立采样概率密度稀疏法294

7.3 相关采样概率密度稀疏法297

7.4 多阶密度加权法300

7.4.1 幅度量化方法一300

7.4.2 幅度量化方法二302

7.5 密度加权阵性能数值模拟分析304

第8章 大间距阵列栅瓣抑制310

8.1 概述310

8.2 大间距阵列采用的高效单元312

8.2.1 孤立的单元天线312

8.2.2 小阵中的单元天线313

8.3 子阵级非周期结构阵列的分析模型316

8.3.1 阵列中某个单元的远区辐射场317

8.3.2 阵列总辐射场318

8.3.3 子阵级周期结构矩形阵的分析319

8.4 子阵级非周期结构阵列栅瓣抑制的随机分布法320

8.5 子阵级非周期结构阵列栅瓣抑制的优化方法322

8.6 子阵级非周期结构八角阵列的栅瓣抑制326

8.7 子阵级旋转变形八角阵332

8.7.1 旋转角度的确定333

8.7.2 子阵级随机旋转角度的非周期结构八角阵334

8.7.3 子阵级定角度旋转的非周期结构八角阵335

8.8 环栅阵的分析337

8.8.1 典型的弧形环栅阵337

8.8.2 子阵为梯形的环栅阵339

8.9 结论343

第9章 阵列天线的工程设计344

9.1 询问机天线设计345

9.1.1 某询问机天线的技术指标345

9.1.2 阵列的理论分析与综合345

9.1.3 阵列单元的选择与仿真设计347

9.1.4 和差馈电网络的仿真设计348

9.1.5 单元天线阵与和差馈电网络的整体仿真及天线实物实测结果348

9.2 矩形波导窄边缝隙行波线阵天线设计350

9.2.1 某X波段窄边缝隙行波线阵天线的技术指标350

9.2.2 阵列设计350

9.2.3 矩形波导窄边缝隙阵的交叉极化及其抑制353

9.2.4 缝隙等效并联电导与其激励幅度的关系355

9.2.5 输入驻波及其与单元间距的关系357

9.2.6 矩形波导窄边缝隙阵各单元倾角及切割深度358

9.2.7 矩形波导窄边缝隙阵天线建模仿真及实物测试结果360

9.3 赋形波束阵列天线设计362

9.3.1 方位台平面阵的技术指标362

9.3.2 平面阵的分析与设计363

参考文献369