雷达系统导论第9章作业答案

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1、9」（a）推导尺寸为D的均匀照射线源口径的场强方向图的表达式。（b）大致画出它的辐射功率方向图的图形。（c）如果天线的尺寸是60波长，那么主波束的头两个零点间宽度是多少？（d）半功率点宽度是多少？（a）w）=sin^（P/A）sin0]龙（D/Q）sin0（b）①pruc6elu-80604020ongla20406080(c)6O7rsin0=7r(P=0.955°所以两零点宽度19（d）半功率点宽度0.2693°9.7为什么抛物面可以做成一个好的反射面天线？抛物面表面可以把从馈源辐射的球面波转成平

2、面波，因此当被在焦点的馈源适当照射时，抛物面产生一个几乎对称的笔形天线方向图。9.8下列抛物反射面天线在什么情况下可以使用：（a）旋转抛物面（b）旋转抛物面的一段（0抛物柱面（d）圆形环抛物面（e）偏馈抛物面（f）卡塞格伦（g）镜而扫描天线（h）球而反射面天线（i）透镜天线？旋转抛物面跟踪雷达旋转抛物面的一段二维対空警戒雷达抛物柱面需要精确的俯仰波束赋形偏馈抛物而既不存在由于孔径遮挡的方向图畸变，也没有任何显著数量的辐射被馈源截获引起阻抗失配。卡塞格伦射电天文和空间通信镜面扫描天线体积小，重量轻，适合

3、载荷有限的场合。球面反射面天线对任何入射角均可反射到馈源，适合射电天文透镜天线天线辐射波束中的旁瓣和后瓣小，方向图较好；②制造透镜的精度要求不高，制造方便，重量比较轻，适合机载，星载等情况。9.10列出现有的五种获得相移的基本方法，并给出基于每种方法的移相器的例子。为了获得相移的方法归纳如下：频率f应用于串联传输线，如蛇形馈电线反I可以用电子开关接入或去掉传输线的长度来实现移相，如二极管移相器。导磁率〃当加上的磁场变化时，铁氧体材料显示导磁率的变化，从而产生相位变化，如铁氧体移相器。介电常数£如铁电材

4、料速度vdelta-a扫描器9.11什么时候可以在电扫描天线中用铁氧体移相器，什么时候可以用二极管移相器？对于S波段以上的雷达，铁氧体移相器是首选，在S波段，铁氧体和二极管移相器均可，在S波段以下，一般选择二极管移相器。9.13(a)推导由N个各向同性阵元组成的等间隔阵列阵列因子。(b)如果单元间距四波长，在什么角度出现栅瓣？用文字比较等间距线阵方向图和均匀照射线源方向图。晋sin也=-——",其中(p=2^(t//z)sin^eJ2sin—2对于单元间距四波长，栅瓣在土arcsin(丄)出现8N等问

5、距线阵方向图和均匀照射线源方向图相比，波峰和波谷位置不变，方向图波峰比均匀照射线源宽。9.14证明当相控阵天线的波束电扫至角度％时，波束宽度与cos%成反比变化。辐射方向图,u=/z)(sin-sin,对于u~sin&-sin%=sin(&一％)cos%—[1一cos(&-％)]sin%,%很小时，第二项可以忽略。所以sin。-sin&o=sin(&-%)cos%。所以方向图半功率宽度是„0.886AUr~Ndcos&()9.15(a)证明如果扫描的相控阵中单元间距小于半个波长，就不会出现栅瓣;(b)

6、如果在±30。处出现栅瓣，在更小角度处不能出现，则单元I'可距应为多少？证明：(a)各向同性单元线阵归一化辐射方向图G(&)=si『[N龙(曲牛伽&-血缈,所谓栅N2sin2k(d//l)(sin<9-sin6>0)]瓣，即在()时，分母为零。即洱(sin&-sin&o)=±n;r,若要不出现栅瓣，则A;r¥(sin&-sinq))

7、sin&-sin&()

8、<2,贝!jd<—(b)v/r,贝ijd

9、么会岀现问题？无限阵理论认为所有天线阵元都处于阵列“内部”，从而具有相同的辐射特性；而对尺寸有限的阵列，存在大量的“边缘”阵元，其阵元间的互耦效应与“内部”阵元是完全不同的,因此可能使阵元阻抗失配，导致VSWR±升，甚至引起前向波干涉，导致方向图扭曲。9.21道尔夫-切比雪夫天线照射函数产生一个窄波束宽度和所有副瓣相等的天线方向图。道尔夫■切比雪夫照射中的什么使它不能实用,特别是在高增益时？因为道尔夫■切比雪夫照射随着阵列尺寸的增大，口径边缘的单元的电流不是单调变化的，而且与口径其余部分的电流相比较大

10、。而且这些的大的电流在口径边缘只能占据很窄的空间，这在实际天线中很难实现。9.24如果在一个100单元的线天线阵屮允许由于误差的缘故增益可减少ldB,那么当相位误差(以度表示)、幅度误差(以dB表示)和缺失单元的百分比这三个因素的每一个是引起增益减少的唯一因素时其值各是多少？因为1+孑+沪如仅考虑相位误差201og(y-^)=-l8=0.3493(以弧度表示)即J=20.01°如仅考虑幅度误差201og^=r=-l,J=4.568dB1+4如仅考虑缺失单