【導讀】相控陣采用的是電子方法實(shí)現波束無(wú)慣性?huà)呙?，因此也叫電子掃描陣?ESA)，它的波束方向可控、掃描也靈活，并且增益也可以很高。
相控陣采用的是電子方法實(shí)現波束無(wú)慣性?huà)呙?，因此也叫電子掃描陣?ESA)，它的波束方向可控、掃描也靈活，并且增益也可以很高。
對于相控陣天線(xiàn)輻射的電磁場(chǎng)及其能量分布通常用歸一化的天線(xiàn)方向圖來(lái)描述，它反映了波束形狀、天線(xiàn)增益、副瓣等特性。
波束的指向始終與等相位面垂直，而等相位面由陣元間的饋相關(guān)系確定，因此在各個(gè)陣元都是等幅饋電情況下，線(xiàn)性陣的波束方向圖函數為 sinc 函數?？梢酝ㄟ^(guò)陣因子來(lái)計算相控陣波束寬度，詳細的公式推導在有關(guān)相控陣的書(shū)籍中都有，這里給出結果：
通常，均勻口徑照射情況下 3dB 波束寬度的 k=0.886，若是 4dB 波束寬度的 k=1；
天線(xiàn)口徑越大，波束越窄
從上面的公式可以看出當天線(xiàn)口徑(Nd)越大，也就是陣元數越多，陣元間距越大，波束越窄；直觀(guān)的理解就是線(xiàn)陣越長(cháng)，波束寬度就越窄，天線(xiàn)增益越大！
描角度越小，波束越窄
隨著(zhù)掃描角度的增大，波束寬度會(huì )變寬，掃描角正負 60 度時(shí)，其余弦值為 1/2，相比于 0 度時(shí)增大了一倍；隨著(zhù)掃描角度的增加，不僅僅是波束寬度會(huì )惡化，天線(xiàn)增益也會(huì )惡化。通常一般不大于正負 60 度，這也是某些戰艦或預警機上用三塊天線(xiàn)來(lái)覆蓋 360 度空域的原因。
波長(cháng)越短，波束越窄
從公式還可以看出在天線(xiàn)口徑不變的情況下，波長(cháng)越長(cháng)，波束寬度越大；例如：對于機載火控雷達，可用空間就那么大，因此更適合使用波長(cháng)短的更高頻段，以便獲得更窄的波束。
動(dòng)圖仿真：
為了簡(jiǎn)化對波束掃描的動(dòng)圖仿真，幅度進(jìn)行了歸一化，指向 0°時(shí)是 0dB。仿真時(shí)設置：N=32，d=λ/2，波束指向θB 從 0~60°，再從 60~0°，得到下面的動(dòng)圖：
從該動(dòng)圖可以看出：
1. 隨著(zhù)波束指向的增大，波束寬度變胖，當達到 60°時(shí)，變胖了一倍。
2. 隨著(zhù)波束指向的增大，增益也有降低。
3. 沒(méi)有進(jìn)行降低旁瓣的加權，旁瓣較高。
波束寬度與掃描角θB 的關(guān)系：
當掃描的最大角度為θmax 時(shí)，為了不出現刪瓣，陣元間距 d 和波長(cháng)λ需要滿(mǎn)足關(guān)系：
也就是說(shuō)當陣元間距小于半波長(cháng)時(shí)，即使掃描到 90°都不會(huì )出現刪瓣。如果你想看看出現刪瓣的情況，這里也有(設置 d=0.7λ)。
仿真程序如下：
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