天线误差

[拼音]：tianxian wucha

[外文]：antenna error

使天线性能变差的各种天线变形。天线的方向图、增益等参数是由天线上的电流分布的振幅与相位决定的。一般由设计人员根据使用要求，求得天线上所需要的电流分布（包括振幅和相位在空间的分布），以及选择实现这种分布的方法。例如，若要求高增益，则同样口面尺寸就应选择同相等幅的电流分布，对于阵列天线可以选用间距为半波长、单元为半波振子的同相等幅馈电的同相水平阵列来实现等幅同相的电流分布。但制造和安装都不可能丝毫无误，因而必须规定公差，也就是成品与要求的差别在公差范围以内就认为合格。环境影响（见天线环境）也会引入误差。这种误差会引起天线口面上的相位畸变，使天线的性能变坏。各指标参量（增益、方向图、极化等）变坏的程度与天线各种误差的性质和大小有关。一般说来，误差越大性能越差。但规定的公差越严，造价就越高，因而在规定各种公差时，同时考虑由于引入误差对性能的影响和所规定的公差对造价的影响。用常规方法常常无法解决这种矛盾，因而必须采用新的加工工艺或设计出其他能满足要求性能的新型天线。

天线的误差有两大类。一为系统误差，一为随机误差。系统误差一般表现为口面上的一次相差、二次相差和高次相差和它们的组合。而随机误差则是随机分布的许多小范围的相位畸变。在一个天线上这两种误差一般都同时存在。天线越大、波长越短，则误差的影响也就越大。系统误差是属于系统本身的具有一定规律的误差，其效应可以计算出来，有些还可以通过测量发现。例如馈源沿抛物面轴偏离焦点就会使方向图主瓣展宽、副瓣加大、零值深度减小、增益下降。通过对方向图的测量就可以发现这种误差，调节馈源位置使方向图变好，说明误差在减小。再如对于可以俯仰的大型反射面天线，由于重力的影响，反射面的上下两部分都要偏离理想曲线，这种变形因仰角的不同而有差异。这种重力影响使得反射面的轴线偏离理想位置一个小的角度，因而产生指向误差。虽不能像上例那样去减小这种误差，但这种误差及其影响是可以计算出来的，也是可以补偿的。由温度和风荷所产生的误差虽然也是一种系统误差，但它们是不能补偿的。

随机误差就是误差的大小与位置都没有规律，例如反射面表面加工误差、阵列天线单元的安装误差等，它们的效应只能以统计平均值的形式表示。每个天线性能的数值和平均值有一定的偏差，例如计算出来的副瓣电平并不是每个天线的数值。增益下降因子（式中λ为波长；ε为反射面加工的轴向误差的均方根值）本身也具有平均的特性（对反射面可沿圆周作许多包含轴的剖面，对每一面求误差的影响，而整个反射面则是所有剖面的平均值）。它能比较准确地表示 ε的影响。当ε≥λ/30时就对增益有影响，而到ε≥λ/20时则影响相当大。从增益测量可以推算出它的大小。

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