我們回顧一下信號到達角度的計算:

如信號到達角度為θ,兩根天線距離為d,兩根天線上信號到達的時間差:

由于時間差產(chǎn)生的相位差:

通過測量相位差,可以得到信號到達角度:

由于相位差是在-π到π之間,所以要求:
那么當(dāng) d 不是λ/2 時,會出現(xiàn)什么樣的情況呢? 我們一直使用天線之間的距離d等于半波長。但有時候,陣列可能無法實現(xiàn)精確的N/2間隔,例如當(dāng)空間受到限制時,或者當(dāng)同一陣列必須在各種載波頻率上工作時。 下圖演示了d在λ/2和4λ之間改變示意圖。我們刪除了極坐標(biāo)圖的下半部分,因為下半部分和上半部分對稱。

如你所看到的,除了我們之前討論的180度歧義之外,我們現(xiàn)在還有額外的歧義,并且隨著d變高(額外/不正確的波瓣形成),情況會變得更糟。這些額外的波瓣被稱為光柵波瓣,它們是“空間混疊”的結(jié)果。 現(xiàn)在,當(dāng) d 小于 λ/2 時會發(fā)生什么,例如當(dāng)我們需要將陣列擬合在狹小空間中時?讓我們重復(fù)相同的模擬:

雖然主瓣隨著 d 變低而變寬,但它的最大值仍然是 20 度,并且沒有光柵瓣,因此理論上這仍然有效(至少在高 SNR 下)。為了更好地理解當(dāng) d 變得太小時會發(fā)生什么,讓我們重復(fù)實驗,但有一個來自 -40 度的額外信號:

一旦我們低于 λ/4,兩條不同的路徑之間就沒有區(qū)別了,數(shù)組的性能很差。 波束形成技術(shù)方法非常簡單,但其準(zhǔn)確性通常不是很好,雖然有一些波束成形技術(shù)可以提供比傳統(tǒng)波束成形更精確的波束,但仍要求保持 d 盡可能接近 λ/2 。
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信號
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天線陣列
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原文標(biāo)題:為什么天線陣列中相鄰兩個天線之間的距離常使用半波長?
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