1 波束展寬大型相控陣天線的主瓣寬度很窄，采用均勻底邊相位分布實現(xiàn)波束掃描的波瓣寬度也很窄。在俯仰掃描的情況下，低仰角掃描時波束寬度一般要求較窄，以滿足較高增益的要求，在高仰角掃描時往往寧愿犧牲一些增益而使波束展寬以實現(xiàn)在指定空間中搜索和跟蹤多個目標的目的。一些雷達天線要求波束展寬3~5倍。陣列天線波束展寬的有效方法之一就是采用相位加權(quán)來實現(xiàn)。 采用相位加權(quán)實現(xiàn)波束展寬主要有兩種方法： a)平方律相位分布法。 b)相位相反抵消法。 2 平方律相位分布法通常，一個口徑天線若口徑相位為線性分布，則輻射波束將發(fā)生偏移；若口徑相位為平方律分布，則輻射波瓣將變寬、副瓣電平將升高，增益將下降；若口徑相位為立方律分布，則不僅輻射波束會發(fā)生偏移，而且副瓣會升高、增益會下降?？趶较辔粸榫€性律分布就是陣列天線中的均勻相位遞變。根據(jù)口徑相位為平方律分布時會使波束展寬這一特點，可找到一種平方律分布，使陣列方向圖主瓣展寬，而其副瓣電平不會升高太多。這個平方律相位分布為：
式中，N為陣列單元數(shù)。調(diào)節(jié)式中 下面將在MATLAB中以一個例子詳細論證，并附有MATLAB代碼。 3 MATLAB論證下面以31單元的均勻直線陣為例進行論證，代碼如下： clcclearclose all%freq=6;%頻率GHzlambda=300/freq;%波長k=2*pi/lambda;N=31;%單元數(shù)dx=lambda/2;%單元間距theta=-90:0.1:90;alpha0=deg2rad(0.87);Scan_theta=0;beta=-k*dx*sind(Scan_theta);for j=1:N deltaN(j,:)=rad2deg(alpha0*((j-1)+1-((N+1)/2))^2);endF0=0;for n=1:N F0=F0+exp(1i*n*(k*dx*sind(theta)+beta));endplot(theta,20*log10(abs(F0))-max(20*log10(abs(F0))),'linewidth',2)hold onF1=0;for n=1:N F1=F1+exp(1i*(n*k*dx*sind(theta)+deg2rad(deltaN(n))+n*beta));endplot(theta,20*log10(abs(F1))-max(20*log10(abs(F0))),'linewidth',2)grid onxlabel('\theta/deg')ylabel('Gain/dB')legend('賦形前','賦形后')hold offfigure(2)plot(1:N,deltaN,'linewidth',2)grid onxlabel('單元數(shù)n')ylabel('相位/deg')
可以看出波束得到了明顯的展寬。此時相位分布如下圖所示：
改變參數(shù)alpha0可以得到不同間距、不同單元數(shù)的直線陣列的波束展寬方向圖。 當掃描角度Scan_theta不為零時，則波束將在掃描的同時進行展寬。Scan_theta=50°時，運行結(jié)果如下圖所示：
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