哈工大天线原理_马汉炎习题答案(5)

2019-04-14 09:40

①阵元方向性函数:1(令E面的θ=0即可) ②地面上阵轴为x轴方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,d=λ/2)阵因子:1(令E面的θ=0即可) ③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ)的阵因子:|sin(?cos?)|(因为H平面平行于阵轴,所以方向性函数不变) 最终H面(yoz平面)总的阵方向图为FH(θ)=|sin(?cos?)| 方向图如下: E面↓

zzzzO×xOx×Ox=OxF1zF2zF3zFEzO×yOy×Oy=OyF1F2F3FH

H面↑

3-14 2元垂直接地振子如图排列,试求:天线系统方向性函数,画出含两振子轴平面的方向图。

设大地所在平面为xoy平面,振子轴向平行于z轴,地面上的阵列阵轴则平行于x轴。 E面为xoz平面,H面为xoy平面

天线阵系统最终的方向图由两个因子乘积所得: ①阵元及其地面镜像组成的半波振子天线的方向性函数 ②地面上阵轴为x轴方向的等幅二元阵(m=1,ξ=-π/2,d=λ/4)阵因子 需要注意的是:最终只取z>0区域的部分。

E面(xoz平面,含振子轴平面)的上述因子表达式为:

???cos?cos???2?|

①阵元及其地面镜像组成的半波振子天线的方向性函数:|

sin?②地面上阵轴为x轴方向的等幅二元阵(m=1,ξ=-π/2,d=λ/4)阵因子:|cos????1?sin???| ?4??21

???cos?cos???2?×cos???1?sin???|

最终E面(xoz平面)总的阵方向图为FE(θ)=|??sin??4?注意不要忘记书写绝对值符号,这里θ为观察方向与+z轴夹角,而δ则为观察方向与+x轴(阵轴)夹角,在xoz平面上有θ+δ=π/2。注意最终函数自变量的统一,我们一般使用θ或者φ(xoy平面上观察方向与+x轴夹角),这样便于规范化。 类似地,可以求得H面(xoy平面)的上述因子表达式为: ①阵元及其地面镜像组成的半波振子天线的方向性函数:1(令E面的θ=π/2即可) ②地面上阵轴为x轴方向的等幅二元阵(m=1,ξ=-π/2,d=λ/4)阵因子:|cos?(因为H平面平行于阵轴,所以方向性函数不变,但是自变量变为φ) 最终H面(xoy平面)总的阵方向图为FH(θ)=cos?方向图如下: E面↓

zzz??|?1?cos?????4??? ?1?cos?????4?O×xOx=OxF1yF2yFEyO×xOx=OxF1F2FH

H面↑

3-15 两半波振子并列且垂直于无穷大理想导电地平面,相距λ/2,中心高度为λ/4,两振子电流等幅反相。画出E面和H面方向图。

设大地所在平面为xoy平面,振子轴向平行于z轴,地面上的阵列阵轴则平行于x轴。 E面为xoz平面,H面为xoy平面

天线阵系统最终的方向图由三个因子乘积所得: ①阵元方向性函数 ②地面上方阵轴为x轴方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ/2)阵因子 ③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,

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d=λ/2)的阵因子

需要注意的是:最终只取z>0区域的部分。 E面(xoz平面)的上述因子表达式为:

???cos?cos???2?|

①阵元方向性函数:|

sin?②地面上方阵轴为x轴方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ/2)阵因子:|sin????sin??| ?2?③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,d=λ/2)的阵因子:|cos????cos??| ?2?最终E面(xoz平面)总的阵方向图为

???cos?cos???2?×sin??sin??×cos??cos??|

FE(θ)=| ????sin??2??2????cos2?cos???2?sin(?sin?)|,注意不要忘记书写绝对值符号,

可以化简结果为FE(?)?|sin?2这里θ为观察方向与+z轴夹角,而δ则为观察方向与+x轴(阵轴)夹角,在xoz平面上有

θ+δ=π/2。注意最终函数自变量的统一,我们一般使用θ或者φ(xoy平面上观察方向与+x轴夹角),这样便于规范化。

类似地,可以求得H面(xoy平面)的上述因子表达式为: ①阵元方向性函数:1(令E面的θ=π/2即可)

②地面上方阵轴为x轴方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ/2)阵因子:|sin????cos??|?2?(因为H平面平行于阵轴,所以方向性函数不变,但是自变量变为φ)

③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,d=λ/2)的阵因子:1(令E面的θ=π/2即可) 最终H面(yoz平面)总的阵方向图为FH(θ)=|sin?方向图如下: E面↓

???cos??| ?2?23

zzzzO×xOx×Ox=OxF1yF2yF3yFEyO×xOx×Ox=OxF1F2F3FH

H面↑

3-16 两半波振子平行于地面并列置于无穷大理想导电地平面上空,馈电与排列尺寸如图所示。画出垂直振子轴平面的方向图。

设大地所在平面为xoy平面,振子轴向平行于x轴,地面上方的阵列阵轴则平行于z轴。 E面为xoz平面,H面为yoz平面,需要注意的是,因为水平放置的振子最终会产生负镜像,所以虽然xoy平面平行于振子轴,为疑似E面,但是最终沿xoy平面上的辐射为零,所以,xoy平面不是E面。

天线阵系统最终的方向图由三个因子乘积所得: ①阵元方向性函数 ②地面上阵轴为z轴方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,d=λ/2)阵因子 ③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ)的阵因子

需要注意的是:最终只取z>0区域的部分。 E面(xoz平面)的上述因子表达式为:

???cos?sin???2?|

①阵元方向性函数:|

cos?②地面上阵轴为z轴方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,d=λ/2)阵因子:|cos????cos??| ?2?③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ)的阵因子:|sin(?cos?)|

???cos?sin???2?×cos??cos??×sin(?cos?)|

最终E面(xoz平面)总的阵方向图为FE(θ)=|??cos??2?注意不要忘记书写绝对值符号,这里θ为观察方向与+z轴夹角,而δ则为观察方向与+z

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轴(阵轴)夹角,本题中在xoz平面上有θ=δ。注意最终函数自变量的统一,我们一般使用θ或者φ(xoy平面上观察方向与+x轴夹角),这样便于规范化。 类似地,可以求得H面(yoz平面)的上述因子表达式为: ①阵元方向性函数:1(令E面的θ=0即可)

②地面上阵轴为z轴方向的等幅同相二元阵(m=1,ξ=0,d=λ/2)阵因子:|cos????cos??|?2?(因为H平面平行于阵轴z轴,所以方向性函数不变)

③地面上的阵列和地面下的负镜像阵列组成的阵轴为z方向的等幅反相二元阵(m=1,ξ=π,d=λ)的阵因子:|sin(?cos?)|(因为H平面平行于阵轴,所以方向性函数不变) 最终H面(yoz平面)总的阵方向图为FH(θ)=| cos?方向图如下: E面↓

zzzz???cos??×sin(?cos?)| ?2?O×xOx×Ox=OxF1zF2zF3zFEzO×yOy×Oy=OyF1F2F3FH

H面↑

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