[科普中国]-天线辐射方向图

定义

天线辐射方向图是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强（归一化模值）随方向变化的图形，是对天线辐射特性的图形描述方法，可以从天线方向图中观察到天线的各项参数。通常采用通 过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。

分类1.在地面架设的线天线一般采用两个相互垂直的平面来表示其方向图.即：水平面方向图和铅垂面方向图。

2.超高频天线通常采用与场矢量相平行的两个平面来表示，即E平面方向图，H平面方向图。

3.按照坐标的选择可分为：直角坐标方向图，极坐标方向图，球坐标方向图等。

4.不同对象分：场强方向图、功率方向图、相位方向图和极化方向图

这里主要涉及场强和功率方向图，相位和极化方向图在特殊应用中采用。例如，在天线近场测量中，既要测量场强方向图，也要测量其相位方向图。

天线辐射方向图的绘制可通过两个途径：一是由理论分析得到天线远区辐射场，从而得到方向图函数，由此计算并绘制出方向图；一是通过实验测得天线的方向图数据并绘出方向图。

主要参数天线方向图一般呈花瓣状，称之为波瓣或波束。其中包含最大辐射方向的波瓣称之为主瓣，其它的称为副瓣或旁瓣，并分为第一副瓣、第二副瓣等，与主瓣方向相反的波束称为后瓣

天线辐射方向图包含了天线的各种参数，主要包括：

1.半功率波瓣宽度（HPBW,half power beamwidth）、3dB 波瓣宽度：在包含主瓣的平面内，辐射功率是最大值的一半的两个方向间的夹角。

2主瓣宽度：是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。通常取天线方向图主瓣两个半功率点之间的宽度。

3第一零点波瓣宽度（FNBW）：在包含主瓣的平面内主瓣两侧第一零点间的夹角。

4.旁瓣电平：是指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣的电平，一般以分贝表示。

5.前后比：是指最大辐射方向（前向）电平与其相反方向（后向）电平之比，通常以分贝为单位。

6.方向系数：在离天线某一距离处，天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度之比。1