低旁瓣微带阵列的设计
阵列的旁瓣电平是衡量天线阵列性能的一个重要指标，它反映了天线阵列在主瓣之外辐射的能量分布情况。影响微带阵列实现低旁瓣的因素包括激发幅度和相位精度、互耦合、衍射效应、定位误差以及由于元件匹配和馈电网络隔离不完美而导致的误差。
旁瓣电平 影响因素 参考文献
As shown below👇
旁瓣电平
旁瓣电平可以用几种方法衡量，
1、相对旁瓣电平(或简称旁瓣电平)是相对于主波束的最高旁瓣电平，
2、绝对旁瓣电平是相对于各向同性的最高旁瓣电平，
3、平均旁瓣电平是包含在旁瓣中的总功率的量度，通常与各向同性电平有关
从-5dB到-20dB的平均副瓣可称为低副瓣，而低于-20dB的电平可称为超低副瓣。
低旁瓣电平的天线阵列在雷达、通信、卫星导航等领域具有广泛应用。例如，在雷达系统中，低旁瓣电平可以减少雷达对周围环境的干扰，提高雷达的探测性能和抗干扰能力。在通信系统中，低旁瓣电平可以减少信号间的干扰，提高通信质量和系统容量。
然而，低旁瓣微带阵列的设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素以确保阵列的性能满足特定应用的要求。
影响因素
具有零均值高斯分布激励误差的N元线性微带阵列，阵列将具有由下式给出的平均方向图
阵列的平均相对旁瓣电平为
1、激发幅度和相位精度
由激励误差引起的平均各向同性旁瓣电平有效地提高了与阵元增益相等的量，并且与阵列大小无关。但在固定幅度和相位误差的情况下，平均相对旁瓣电平随着阵列大小的增加而改善。因此，尽管技术指标通常是以相对旁瓣电平的形式给出的，相对于各向同性的旁瓣电平是阵列精度更好的指标。
理想的馈电网络将向阵列单元提供具有正确幅度和相位的入射电压。
在相互耦合的情况下，每个单元的辐射场的幅度和相位将与该单元的激励成正比，并与该单元的驱动点阻抗成函数关系。如果所有元件都相同，则馈电网络的幅度和相位分布将在每个元件辐射的分量波之间保持不变。但是，如果由于制造公差或其他扰动而导致元件中存在变化，从而导致驱动点踏步的变化，则辐射场的幅度和相位将是有误的。这些误差的大小取决于驱动点阻抗对元件扰动的敏感性。
2、互耦合
存在互耦合的情况下，阵元辐射场的幅度和相位不会与该阵元上激励的幅度和相位成正比。3、衍射效应
微带阵列的接地面或其他结构可以绕射由阵列辐射的表面波和空间波，从而降低旁瓣电平。
对于一般结构，尽管可以使用渐近方法，但这种效应的分析可能非常复杂，因为这种结构在实际中通常是电大的。
4、定位误差
阵列单元的物理位置中的误差会导致相位性错误。如果阵列的表面不是完全平坦的，而使得单元在标称阵列平面上方或下方具有定位误差，则有相位误差
5、由于元件匹配和馈电网络隔离不完全而导致的误差
如果阵元不完全匹配，来自馈电网络的一些入射功率将被反射，会导致一个相位误差
[1] J. Li et al., "Asymmetric Sidelobe Suppression Array With Amplitude-Phase Controllable Metasurface," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 23, no. 10, pp. 2830-2834, Oct. 2024, doi: 10.1109/LAWP.2024.3408802.
[2] D. M. Pozar and B. Kaufman, "Design considerations for low sidelobe microstrip arrays," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 38, no. 8, pp. 1176-1185, Aug. 1990, doi: 10.1109/8.56953.
