壹、雷達天線
雷達天線可以用三個參數來表征:方向增益、功率增益和有效孔徑。當歸壹化時,功率增益模式和模式統稱為天線輻射模式。
發射天線的指向性可以定義為:最大輻射密度/平均輻射密度。光圈效率越高,就越高。理想情況下應該等於1。
壹般來說,陣列天線由兩個或兩個以上的基本輻射源組成,即合成天線。每個輻射源稱為壹個陣列單元。采用電子掃描的陣列就是所謂的相控陣,在軍艦上尤其常見。由於電子掃描可以控制饋入陣元的電流相位,其靈活性和特殊的多功能雷達使用使其受到歡迎,所以相控陣在壹些特殊場合仍然是首選,盡管它的建造成本很高,設計也很復雜。
第二,陣列因素
壹般來說,陣列因子可以完全表征壹個陣列。(1)3db帶寬?(2)零帶寬(3)主峰到第壹旁瓣的距離(4)第壹旁瓣/主瓣的零位置(5) (6)柵瓣位置
第三,主瓣和旁瓣
1.最大的輻射波束稱為主瓣,主瓣旁邊的小波波束稱為旁瓣。
2.方向圖通常有兩個或兩個以上的波瓣,其中輻射強度最高的波瓣稱為主瓣,其他波瓣稱為旁瓣或旁瓣,與主瓣方向相反的旁瓣稱為後波瓣。
3.在主瓣最大輻射方向的兩側,輻射強度下降3 dB(功率密度減半)的兩點之間的夾角定義為波瓣寬度(也叫波束寬度或主瓣寬度或半功率角)。
4.波瓣寬度越窄,指向性越好,作用距離越遠,抗幹擾能力越強。
5.旁瓣使聲能擴散,衰減增加。目前降低旁瓣最簡單的方法就是將物體的尺寸縮小到小於等於半波長,此時就不會出現旁瓣效應。
6.柵瓣的振幅等於主瓣的振幅。
四、MATLAB代碼
清除所有?
全部關閉?
EPS = 0.00001;?
%在這裏普及壹下eps的概念?
& ltspan & gt%eps是壹個函數。沒有參數時,默認參數為1。返回此參數的精度。?
%表示單個eps實際上是eps(1),表示1的精度。?
%這裏是精度的概念。浮點數可以表示範圍很廣的值,但浮點數不是無限的、連續的、稠密的;& lt/span>。?
& ltspan & gt& amp而是有限的,離散的,稀疏的,每個數的精度都不壹樣。越接近0,精度越高,反之亦然。& lt/span>。?
& ltspan & gt%eps返回1的精度。指1和最近的浮點數之間的距離。?
%我們輸入eps可以看到1的精度。?
%也就是說最近的浮點數和他相差eps(1)。我們可以算出1+eps,這是離1最近的浮點數。?
%如果我們計算的數字介於兩者之間,系統會自動將其四舍五入到最接近的數字。& lt/span>。?& ltspan & gt1+eps*3/5接近1+eps,
& ltspan & gt1+eps*2/5接近1,所以1+eps*2/5≈1+EPS/2正好,系統會自動四舍五入到1,即1+。
%如果我們輸入eps(2),可以看到2的精度,只有1精度的壹半。也就是eps(2)=eps*2?
%所以系統會認為2+eps≈2,而2+EPS * 6/5 ≈ 2+EPS * 2 = 2+EPS (2)
k = 2 * pi%周期函數周期?
theta =-pi:pi/10791:pi;%設置範圍大小
var = sin(θ);?
%Matlab函數var定義:均方誤差;?
Matlab函數的var函數:var函數實際上並不求方差,而是誤差理論中的“有限測量數據標準差的估計值”;?
Matlab函數var應用:?
X=?
var(X)=1.6667?
nel ements = 8;元素數量百分比?
d = 1;%?d = 1;?
num = sin((nelements * k * d * 0.5)。* var);
if(ABS(num)& lt;= eps)?
?num = eps?
結束?
den = sin((k* d * 0.5)。* var);?
if(ABS(den)& lt;= eps)?
?den = eps?
結束?
模式= abs(編號。/den);?
maxval = max(模式);?
格局=格局。/maxval;
圖(1)%數組模式?
θ=θ+π/2;%留壹點思路,自己想想為什麽要加pi/2。
極坐標(θ,模式)?
標題('數組模式')?
圖(2)%功率模式?
polardb(theta,pattern)?
標題('權力格局')?
舉個例子
使用相控陣探頭引起的現象之壹是會產生不希望有的柵瓣和旁瓣。
出現柵瓣和旁瓣這兩種密切相關的現象,是因為探頭發出的部分聲能以不同於主聲路徑的角度傳播。
這種現象不僅限於相控陣系統。使用常規探針時,隨著晶片尺寸的增大,也會出現旁瓣。
這些不想要的聲波將從待測工件的表面反射,並將在圖像中引起錯誤的缺陷指示。
晶片間距、晶片數量、頻率和帶寬對柵瓣的幅度有很大影響。
下圖比較了兩種波束形狀:
當探頭孔徑相近時,左圖中的聲束由6片間距為0.4 mm的圓片產生,右圖中的聲束由3片間距為1 mm的圓片產生..
左圖中的聲束類似於圓錐體;右圖中的聲束在其中軸線兩側約30度的方向上產生了兩個多余的波瓣。
只要陣列中單個晶片的尺寸等於或大於波長,就會產生光柵波瓣。
當晶片尺寸小於波長的壹半時,將不產生柵瓣。(當晶圓尺寸在半個波長到壹個波長之間時,是否產生柵瓣取決於電子偏轉的角度。)
因此,在特定應用中,最簡單的降低柵瓣的方法是使用晶片間距較小的探針。
使用特別設計的探針,例如將壹個大晶片分割成較小的晶片或改變晶片間距,也可以減少不必要的波瓣。