天線波束成形的基礎(chǔ)知識(shí)入門

天線的各項(xiàng)參數(shù)中，波束成形是一個(gè)比較特別的存在，它源于自適應(yīng)天線的一個(gè)概念。接收端的信號(hào)處理，可以通過(guò)對(duì)多天線陣元接收到的各路信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合成，形成所需的理想信號(hào)。

從天線方向圖視角來(lái)看，這樣做相當(dāng)于形成了規(guī)定指向上的波束。本文將圍繞天線的波束寬度及其變化進(jìn)行講解，通過(guò)圖例詳細(xì)展開(kāi)。

一、天線的波束寬度

我們重新再來(lái)了解一下天線的定義，它是指能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來(lái)的電磁波的裝置。天線具有能量轉(zhuǎn)換和定向輻射（接收）的功能。

從上圖可以看出，天線發(fā)射的無(wú)線信號(hào)方向圖像一個(gè)“汽車輪胎”，將“輪胎”壓扁，信號(hào)就越集中（如下圖），實(shí)際使用的天線就是采用一個(gè)或者多個(gè)輻射單元來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1、天線的水平面波束寬度

2、天線的垂直面波束寬度

二、天線的波束寬度變化

1、水平面波束寬度

（1）通過(guò)改變天線的底板寬度與底板邊界條件可以改變波束寬度。

（2）通過(guò)增加陣列可以壓縮波束寬度。

（3）可增加角反射板使天線的水平波束寬度變窄。

2、垂直面波束寬度

（1）增加垂直面振子數(shù)量可以壓窄垂直面波束寬度。

3、天線的波束賦形

賦形設(shè)計(jì)主要是通過(guò)改變饋入每個(gè)振子的幅度和相位，進(jìn)行波束的優(yōu)化組合，達(dá)到上側(cè)副瓣抑制，下側(cè)零點(diǎn)填充的效果。

一般情況下，在優(yōu)化仿真時(shí)可以通過(guò)計(jì)算得出其每個(gè)振子需要改變的權(quán)值，來(lái)達(dá)到賦型的效果。