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本文有前二部分《天线基础知识(1)：天线的功能及特性天线基础知识(1)：天线的功能及特性》和《天线基础知识(1)：天线的功能及特性》，今天是第三部分。 余割平方天线余割平方天线是专门为空中侦察雷达设计的天线。这使得波束中辐射的分布更加合理，从而实现更理想的空间扫描。 余割平方是当目标在波束内以恒定的高度移动时，在接收机的输入端实现更均匀的信号强度的方法。  图15 余割平方天线辐射图的垂直投影，蓝色为理论形态，红色为实测形态 在实际中为获得余割平方模方向图，有以下两种方式：
在实际应用中余割平方可以通过抛物面反射器的变形来实现。辐射体位于抛物面反射器的焦点处，在理想情况下，当波离开抛物面反射器时会形成一个相对尖锐的辐射波瓣。  图16 不同的变形，以形成余割平方 为了得到余割平方，必须提高一部分辐射能量。一种方式是反射器顶部弯曲度减小。落在弯曲较小的区域(顶部)的波束被反射了出来。与此类似的一种情况是，使反射器的下部弯曲得更厉害。 辐射体的波瓣在边缘也较弱，因此反射器的边缘比中心受到的波反射更弱。实际上由于出现的波束并没有很大的功率密度，所以在更高海拔上的探测范围受到了限制。 5.1逆余割平方地面运动雷达和船舶交通系统使用的天线设计采用逆余割平方和表面定向能量覆盖，为表面目标提供恒定增益。  图17 逆余割平方覆盖图 覆盖图中显示了具有逆余割平方天线模式的舰船雷达的天线模式。天线被设计成优先辐射到0°(地平线)以下，为接近海面的目标提供恒定的检测。 5.2叠加波束余割平方天线余割平方方向图可以通过两个或多个喇叭作为抛物面反射器的馈源来实现。 每个辐射喇叭都定向发射。如果将发射功率不均匀地分布在单个辐射单元上，则天线方向图接近余割平方方向图。 在使用几个接收通道时，还可以进行高度分配。目标可以被分配到指定高度的波瓣上。  图18 加波束余割平方天线原理 余割平方天线并不局限于抛物面反射器，也可以用其他种类的天线来实现。在八木天线阵中，这种方向图是通过定向波与地表面反射波的干涉来实现的。  图19 ASR910雷达的多馈源实现余割平方 5.3证明术语“余割”听起来很像一个数学三角函数。这是对的，但是，这一项和我们的天线有什么关系呢？ 高度H和距离R决定了俯仰角ε…  回想上一页写的:“余割平方是一种方法，当目标在波束内以恒定的高度移动时，在接收机的输入端实现统一的信号强度。” 如果我们根据距离转换公式，并使用上面提到的三角关系，就会出现术语“余割”—而且…在信号强度一致的情况下还有什么…我们可以从雷达方程推导出这种联系: 如果回波信号在接收机的输入端具有均匀的信号强度，则其距离与天线增益的平方成线性关系。 可以从算术上缩短高度。 用上面的“余割”公式来代替值域。根据上述定义，高度应是常数。这意味着，我们也可以在不改变依赖关系的情况下缩短高度。 因此，我们得到了一个数学描述的天线与“余割平方模式”。 |
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