天線方向圖，是指在離天線一定距離處，輻射場(chǎng)的相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)（歸一化模值）隨方向變化的圖形，通常采用通過(guò)天線最大輻射方向上的兩個(gè)相互垂直的平面方向圖來(lái)表示。
天線方向圖是衡量天線性能的重要圖形，可以從天線方向圖中觀察到天線的各項(xiàng)參數(shù)。
天線方向圖分類
1.在地面架設(shè)的線天線一般采用兩個(gè)相互垂直的平面來(lái)表示其方向圖。即：水平面方向圖和鉛垂面方向圖。
2.超高頻天線通常采用與場(chǎng)矢量相平行的兩個(gè)平面來(lái)表示，即E平面方向圖，H平面方向圖。
3.按照坐標(biāo)的選擇可分為：直角坐標(biāo)方向圖，極坐標(biāo)方向圖，立體方向圖等。
天線的特性參數(shù)
主要包括：主瓣寬度，旁瓣電平，前后比，方向系數(shù)等
1.主瓣寬度：是衡量天線的最大輻射區(qū)域的尖銳程度的物理量。通常取天線方向圖主瓣兩個(gè)半功率點(diǎn)之間的寬度。
2.旁瓣電平：是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣的電平，一般以分貝表示。
3.前后比：是指最大輻射方向（前向）電平與其相反方向（后向）電平之比，通常以分貝為單位。
4.方向系數(shù)：在離天線某一距離處，天線在最大輻射方向上的輻射功率流密度與相同輻射功率的理想無(wú)方向性天線在同一距離處的輻射功率流密度之比。
天線增益
指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。
增益的物理含義
為了在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，需要 100W 的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時(shí)，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來(lái)說(shuō)，與無(wú)方向性的理想點(diǎn)源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。
不同用途的天線要求其有不同的方向性，陣列天線以其較強(qiáng)的方向性和較高的增益在工程實(shí)際中被廣泛應(yīng)用。
線性陣列
線陣中各個(gè)單元天線的類型和取向均相同，且以相等的間隔d排列在一條直線上，且各單元天線的電流振幅相同，相位依次滯后同一數(shù)值。
陣列天線的輻射電磁場(chǎng)是組成該天線陣各單元輻射場(chǎng)的總和（矢量和），由于各單元的位置和饋電電流的振幅和相位均可以獨(dú)立調(diào)整，這就使陣列天線具有各種不同的功能。
對(duì)于單元數(shù)很多的天線陣，用解析方法計(jì)算陣的總方向圖相當(dāng)繁雜。假如一個(gè)多元天線陣能分解為幾個(gè)相同的子陣，則可利用方向圖相乘原理比較簡(jiǎn)單地求出天線陣的總方向圖。
一個(gè)復(fù)雜的天線陣可考慮多次分解，即先分解成大的子陣，這些子陣再分解為較小的子陣，直至得到單元數(shù)很少的簡(jiǎn)單子陣為止，然后再利用方向圖相乘原理求得陣的總方向圖。
這種情況適應(yīng)于單元是無(wú)方向性的條件，當(dāng)單元以相同的取向排列并自身具有非均勻輻射的方向圖時(shí)，則天線陣的總方向圖應(yīng)等于單元的方向圖乘以陣的方向圖。
今天周六針對(duì)鐵桿會(huì)員給出線性陣列和平面陣列的天線方向圖程序。仿真結(jié)果如下：
線性陣列
在Matlab命令窗口輸入Ftheta后，會(huì)跳出參數(shù)設(shè)置界面，輸入線性陣列參數(shù)，點(diǎn)擊結(jié)果即可得到下面不同坐標(biāo)下的線陣的方向圖。
平面陣列
上面平面陣列中有陣元數(shù)30*30，期望的俯仰角為20°，方位角為0°；參數(shù)可設(shè)，二維方向圖以及切面圖如上所示。
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