物理光學法在天線問題上的應用

黃姜璽

摘 要：文章在論述物理光學法基本概念的基礎上，論述了其在天線問題上的具體應用，力求不斷推進其進步以及發展。作者根據實際分析了天線問題的解決措施，其中包括幾何光學法、幾何套合法繞射法。使用分析方法一般取決于饋源的饋電形式、天線面處在的場所、天線的尺寸等。而在天線面大小較為合適并且和饋源之間距離在10個工作波長之時，物理光學法可以比較準確地分析出天線存在的問題。

關鍵詞：物力光學法；天線；應用

中圖分類號：TN820

一、物理光學法

在高頻場，波的傳播和散射有著局部特征的情況下，可以在一個給定觀察點領域中的場，不是對整個初始表面的場部分，而是取決于這個表面的某一個比較有限的部分。而從初始表面這個部分一直到觀察點之間而進行能量的傳輸，則是以傳播軌跡附近的一個有限體積的空間而進行。而該軌跡則是幾何光學的射線路徑。 所以，高頻場的屬性局部低則就表現為平面波的基本特征， 而局部場的波前則一般被人們看做是垂直在射線路徑的平面，而場的振幅一般可以在一個波長量級距離上的變化而逐漸被忽略，高頻場的特征則就是可以使用幾何光學分析的措施來對高頻波的實際散射以及傳播等問題。

幾何光學法主要是將光在均勻媒質中之中的直線傳播定律和光在兩種不同煤質的界面上的折射和反射定律作為基礎，并且將光作為光能量傳播方向之上的幾何線， 因此也可以被稱之為射線和光線。依據幾何運算的數學方法來分析光線的基本傳播規律，這就是一般所說的幾何基本定律。幾何光學一般只研究光的抽象客觀表現，但是其并沒有觸及光的本質，一般只是在波動光學在波長是零的情況下的一種近似。然而，因為幾何光學方法的直觀性以及便捷性，對高頻電磁場的和光學諸多問題，幾何光學條件都會得到一定程度的滿足，所以其具有較廣的應用。物理光學法則是在幾何光學方法基礎上而被提出的，可以依據入射電磁場來計算表面電磁流的一種高頻措施，比較適合應用在散射結構之中的曲率比入射波長高的情況，因此，就可以應用局部平板等效。

二、物理光學法分析誘餌站之中天線的具體影響

1.多個天線之間彼此影響之時的方向圖

可以設定其兩個天線之間的夾角是θ=90°。具體如下圖所示：天線1、2在同時進行工作之時，輻射場區1可以被當作具體的研究對象。而天線1、2是口徑大小、曲面方程以及饋源距離之間完全相同的天線，天線1 的饋源，相對天線1反射面中心距離是10λ，而對于天線2 的反射面，其饋源同其距離之間是200λ。

從上圖中可以發現， 輻射場取1、2之間相交疊的部分一般而言會受到天線2 的較大影響，因此可以繪制出兩個天線同時進行工作的過程中輻射場區1的方向圖，可以發現一旦當天線2存在影響的話，可以在同一個高低焦平面中進行工作，而在一個角度之時，天線增益就會出現一定的階越，這個角度和天線軸線之間的夾角有著密切的關系，階越值的大小和其的陡峭程度在一定程度上會受到天線工作過程中饋源和頻段等因素的影響。

2.同試驗結果之間比較

在工作的天線軸線夾角、某個頻段之間是某值之時，兩個天線可以同時進行工作，高低角取值是θ=40°，那么方位角就可以從0°到180°，并且每間隔10°就可以用一個取樣點，應用物理光學的方法，同時計算并且繪制其得到其存在的其他天線影響之時天線進行工作方向圖應該同具體情況之間相符合。

物理光學方法的優勢在其比較容易進行程度編寫，并且很準確地反映出天線方向圖的實際情況。本文應用了物理光學的方法而繪制出多種天線在進行工作之時單天線的方向圖，和具體情況比較吻合。

參考文獻：

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