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阵列天线分析与综合
前言
任何无线电设在一起而组成的。组成阵列天线的独立单元，称为天线单元、单元天线或阵元。
直线阵列的分析方法是平面阵列分析的基础。对于可分离型的矩形网格矩形边界的平面阵列，可以看作是一些直线阵列按行或按列排列在一起构成的。导出直线阵列阵因子的方法大致有两种，一种是求解面电流源的辐射场，然后根据阵列为离散源组合在一起的特点对面电流源进行抽样，就可得到直线阵列的阵因子；一种是先确定单元天线的远区辐射场的表示，然后考虑波程差，把阵列中所有单元天线的辐射场叠加起来，求得阵列的总辐射场，从而求得阵因子。
§ 电流源的辐射场
假设在xz平面上有一个面积为S的面电流源，其面电流密度为，如图1-1所示，求远区辐射场。
图1-1 面电流源及坐标系
这种模型对分析阵列天线有用，阵列天线中电流分布是离散的分布，可以把阵列中各单元的电流值视为连续电流分布的抽样值。
求面电流源辐射场的方法如下：
(1) 求矢量位A
面电流源在空间某点产生的矢量位为
()
式中，，对于远区，，可作如下近似：
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且由
可得其中波程差： ()
则式()可写作
()
(2) 把直角坐标系下的矢量分量转化为球坐标系下的矢量分量
()
(3) 由远场公式 求远区电场
()
式中，为传播媒质中的波阻抗，方向图函数为
()
(4) E面和H面方向图函数
天线的方向图一般是一个空间的立体图，在天线分析中为了方便起见，一般只研究两个主面内的方向图，这两个主面是相互垂直的E面和H面。
E面：是指通过最大辐射方向并平行于电场矢量的平面；
H面：是指通过最大辐射方向并垂直于电场矢量的平面；
对前面图1-1所示的面电流源天线，其E面和H面方向图分别为:
E面(即yz平面，)
()
H面(即xy平面，)
()
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§ 直线阵列
为简单起见，这里主要讨论由对称振子组成的直线阵。对称振子组成的直线阵主要有两种排列形式，一种是平行振子直线阵，如图1-2所示，一种是共轴振子直线阵，如图1-3所示。
图1-2 并排振子直线阵 图1-3 共轴振子直线阵
并排振子直线阵
设阵列中有N个相同振子单元天线，长度为2L，各振子平行排列在x轴上，位置分别为，阵列天线的电流分布可看作是图1-1平面连续电流密度的抽样。即
()
式中，，表示单元馈电振幅，表示相邻单元间的馈电相位差，或称均匀递变相位。表示振子上电流沿z轴变化的函数，其近似为
, ()
为delta函数。
把式()代入()，并利用关系，得
()
式中，为单元方向图函数，代入式()得
()
阵因子方向图函数为
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()
式中， ()