简介
在第一部分中,我们介绍了相控阵概念、波束转向和阵列增益。在第二部分中,我们讨论了栅瓣和波束斜视概念。在这第三部分中,我们首先讨论天线旁瓣,以及锥削对整个阵列的影响。锥削就是操控单个元件的振幅对整体天线响应的影响。


在第一部分中未应用锥削,且从图中可以看出第一旁瓣为–13 dBc。锥削提供了一种减少天线旁瓣的方法,但会降低天线增益和主瓣波束宽度。在简要介绍锥削之后,我们会详细说明与天线增益相关的几个要点。


傅里叶变换:矩形函数 ↔ sinc 函数
在电气工程中,有各种不同的方法可以将一个域中的矩形函数转变为另一个域中的 sinc 函数。最常见的形式是时域中的矩形脉冲转换成 sinc 函数的频谱分量。这个转换过程是可逆的,在宽带应用中,宽带波形也可以转换为时域中的窄脉冲。相控阵天线也具有类似的特性:沿阵列平面轴的矩形加权按照正弦函数辐射方向图。


应用到此特性,以 sinc 函数表示的第一旁瓣只有 -13dBc 是有问题的。图 1 显示了这个原理。

 

图 1. 时域中的矩形脉冲在频域中产生正弦函数,第一旁瓣仅为–13 dBc。


锥削(或加权)
要解决旁瓣问题,可以在整个矩形脉冲内使用加权处理。这在 FFT 中很常见,相控阵中的锥削选项则是直接模拟了 FFT 中加权。遗憾的是,加权也是存在缺点的,它虽然实现了减少旁瓣但需要以加宽主瓣为代价。图 2 显示了一些加权函数示例。