杨峥峥，宋文良

(中国船舶重工集团公司第七二三研究所，江苏 扬州 225101)

0 引 言

天线作为无线通信系统的信号发射或接收终端发挥着不可替代的作用，然而在实际应用中，单一的天线往往有方向性不强、增益不高等缺点。而将单一天线按照一定规律排列在一起的阵列天线则具有更窄的波束和更高增益的辐射性能[1]，传统上对阵列天线的分析是采用阵元在远区辐射场的叠加原理，然而当舰船上的空间有限时，必须考虑天线阵的小型化问题。当阵元之间的间距较小时，其互耦效应对于阵列天线的影响不容忽视[2-4]。

本文基于RWG基函数的矩量法对阵列天线的辐射进行分析[5-6]，采用RWG模型对天线表面进行剖分，使用边馈电模型法对天线加电，对单一天线与阵列天线的端阻抗、表面电流分布、方向图等特性进行分析对比；然后基于阻抗矩阵的思想，将阵列天线中所有阵元视做一个整体，并对其进行统一编号，使得阻抗矩阵中包含互耦信息；最后采用补偿矩阵的方式消除互耦影响，进行仿真验证。

1 单一天线的矩量法分析

采用矩量法分析阵列天线，本文所分析的均为偶极子天线，近似为非闭合结构，因此首先应建立起具有普遍应用性的电场积分方程，通过位函数理论,可以得到散射场与入射场之间的关系，如下所示：

(1)

式中：A(r)表示磁矢位；φ(r)表示电标位。

A(r)、φ(r)可分别表示为：

(2)

(3)

式中：J(r)表示目标表面的等效电流；G(R)表示均匀无界空间的格林函数。

将式(2)和式(3)代入到式(1)中，可以得到如下方程：