雷达阵列天线孔径的概念及其相关意义

天线的有效面积称为孔径，可以想象成天线具备多大的有效面积去接受目标反射回来的电磁波。在一定程度上天线越大，那么在空间中能够接收到目标反射回来的电磁波的可能性也越大，而且接收到的电磁波信号也尽可能多，这对后期的信号处理是有好处的。

郝易行

14857人浏览 · 2022-09-13 10:59:35

郝易行 · 2022-09-13 10:59:35 发布

第一点共识是阵列孔径越大，角度的分辨能力越强

那么什么是天线孔径，什么是阵列天线孔径？

孔径是指天线方向位的尺寸

一般认为，其他条件不变的情况下，天线在某个方向的波束宽度和天线沿该方向的尺寸成反比，不严格的推算一般可以取

$\theta=\frac{\lambda}{L}$

L就是天线的方位向尺寸。为什么强调方位向，对雷达来说方位角既包括水平角又包括俯仰角。不同方位向的尺寸影响不同的角度。

因此对于阵列天线

在阵列间距确定的情况下，阵列数量越多，对应方向的天线尺寸越大，波束宽度越小，相应的角度分辨率越高。

阵列间距最优值又受到半波长的制约。

对于相距为l的两根天线的相位差为：

$\Delta \phi =\frac{2\pi lsin(\theta)}{\lambda}$

只有当 $\Delta \phi<\pi$ 的时候，求解角度才会不模糊，因此 $\theta_{max}=sin^{-1}(\frac{\lambda}{2l})$

当间距 $l=\frac{\lambda}{2}$ 时可得到最大视角

各种意义上，如果天线数量一定，那么半波长的单元间距最优优势。没有栅瓣的条件下，获得的方向性最强，获得的空间多样性最强。

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