《零基础入门智能射频》专栏#使用Python+射频搭建一个射频开发架构，将不同的软件连接起来提供一站式服务，提供接口让设计师更专注于业务开发，不再疲惫于学习软件使用操作，让人工智能与射频来一次邂逅，将碰撞出怎样的火花呢，拭目以待吧。
从本节起，将开启一个阵列天线系列，陆续介绍基础理论知识、Python与HFSS联合仿真阵列天线。
阵列天线是一类由不少于两个天线单元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的特殊天线。
侧射天线阵是最大辐射方向指向阵轴或阵面垂直方向的天线阵；端射天线阵是最大辐射方向指向阵轴方向的天线阵；最大辐射方向指向其他方向的天线阵为双非既非侧射又非端射的天线阵。
现有一线阵由N各相同单元组成，各个单元间距为d，并且各单元激励电流幅度相等，各相邻单元的馈电相位差都为β构成了均匀直线阵。
如图所示，来波位于θ方向，参考波前面定义为零相位，对于不同的单元均对应的相位βn，这里激励幅度相同，归一化为1, 此时该天线阵的阵因子为：
简化分析，对于一个间距为一个波长的二元线阵而言， 沿X轴场强同相得到加强，顺时针旋转此时各处的相位差将从0变化至360°，此时相位差可表示为d cosθ，这里d=λ。
当θ为60°和120°时，cosθ=0.5，即将出现半波程意味着将产生一个零点；同理，θ为90°，此时场强加强。此时远场图如下图所示。
推广至N元阵，相邻单元接收到的信号的相位差为φ=2Πd/λsinθ，则均匀直线阵的远区辐射场表达式为:
当已知各相邻单元的馈电相位差β时，由上式可知，阵因子f(θ)是周期为2Π的函数。同时波瓣最大值会随之重复出现，当ψ=0时，阵因子将出现主瓣的最大值，波束指向见下式：
当θ=90时，波束指向与阵轴垂直，线性阵列为侧射阵。当θ=0时，波束指向在阵轴方向，线性阵列为端射阵。当需要波速指向特定角度时，则按照该公式可求出各个阵元间的相位差。
Hfssstart()
arrayant(2400,4.3,0.8,10)
Save()
Analyze()
ResulteSave()
这里调用了作者封装的函数，arrayant根据计算的参数建立天线模型，过程如下图所示。
借助上节自动建模程序，本节从全波电磁仿真角度出， 分为三小节讨论等幅激励线阵天线的辐射特性。
五元线阵当其间距为2λ/3时，由Python和HFSS联合仿真结果如下：
二十元线阵当其间距为2λ/3时，由Python和HFSS联合仿真结果如下：
通过两者对比，阵列天线的单元数越多，其波束越窄，指向性明显。
十元线阵当其间距为λ时，由Python和HFSS联合仿真结果如下：
十元线阵当其间距为λ/2时，由Python和HFSS联合仿真结果如下：
十元线阵当其间距为λ/4时，由Python和HFSS联合仿真结果如下：
等幅激励的十元线阵当其间距为λ/2时，由Python和HFSS联合仿真结果如下：
同样十元线阵采用切比雪夫综合法得到的联合仿真结果如下：
对比两者辐射图，切比雪夫综合法得到的各个单元激励幅度不同，最终合成的方向图主副瓣比改善显著。
零基础入门智能射频——基于Python的PCB对数周期天线设计(一)
零基础入门智能射频——Python与HFSS联合仿真之Bilog对数周期天线设计(二)
点击名片关注我们-学习更多干货知识
射频问问 - 专业微波射频技术社区
