天线辐射模式,说的就是天线发出的能量在空间里是怎么分布的。看这个模式图,就能直观地明白天线是怎么工作的,以及它主要朝哪个方向发射能量。
这种辐射的强度,不论是在靠近天线的近场区域,还是远处的远场区域,都需要考虑。简单说,辐射模式就是把天线向各个方向辐射能量的强弱,用图形画出来。
如下图展示的就是一个典型的偶极天线的辐射模式,箭头就代表能量辐射出去的方向。

辐射模式主要分两种:场模式和功率模式。
- 场模式是根据电场和磁场的实际变化来画的,通常用对数刻度。
- 功率模式则是根据场强大小的平方来画的,常用对数刻度,或者直接用分贝来表示。
三维辐射模式是一个立体的图形,用球坐标(r, θ, φ)表示,坐标原点通常就放在天线这里。下图就是一个全向天线的三维辐射模式示意图,能清楚地看到x、y、z三个轴。

把这个三维图形“切”开,分别看它的水平切面和垂直切面,就能得到二维辐射模式,也就是我们常说的水平面方向图和垂直面方向图。下图展示的就是这样一个例子。

在辐射模式图里,我们经常会看到几个凸起的“瓣”,它们就是波瓣。最主要的那个叫主瓣,能量大部分都集中在这里,它指向哪里,天线就主要朝哪个方向辐射。旁边那些小的叫旁瓣,还有正后方可能有个后瓣,这些波瓣的能量通常就浪费掉了,会影响天线的效率。图4能帮你清楚地看到这几个波瓣。

举个例子,如果雷达天线的旁瓣很显著,就容易误把旁瓣探测到的信号当成目标,造成干扰。所以,抑制旁瓣对提高雷达性能、节省能量很重要。
所以,优化的方向就是尽量减少旁瓣和后瓣,把更多的能量集中到主瓣里。这样天线的方向性就更强,性能也就更好。
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