基于CST的波导窄边缝隙天线的分析与设计

目的提出一种可以避免大量数值计算,且无需加工大量试验件的波导窄边缝隙天线的计算机辅助设计方法。方法将波导窄边缝隙阵列天线的基本理论和现代电磁仿真软件结合起来,仿真得到考虑互耦的缝隙电导函数,进而确定各个缝隙尺寸。结果完成了该设计,并达到了既定的设计要求。结论此种设计方法可以大大提高设计精度,提高工作效率,节约设计成本。

低副瓣波导窄边大倾角缝隙天线研究

在低副瓣波导行波阵天线设计中使用大倾角缝隙单元,并通过加载极化栅的方式抑制交叉极化能量,可有效单元提高等效电导和辐射能力,减少波导线阵对单元数的限制。计算分析了大倾角缝隙单元参数特性,并对交叉极化栅进行优化设计。最后,给出了40个缝隙单元的波导天线的实例,实测结果与仿真设计一致,表明该分析与设计方法正确有效,且可推广应用于各种口径的低副瓣波导裂缝天线设计。

扇面波导缝隙天线

本文分析了扇面波导中主模场分量的精确解与近似解，假定波导中仅传输主模的条件下，利用等效原理导出了扇面波导曲宽面上纵向并联缝隙的谐振电导公式，给出计算例子，用于设计缝隙线阵天线获得较满意的结果．

扇面波导斜缝特性的矩量法分析

根据缝隙口面切向场的连续条件，采用解析数值法———矩量法，对扇面波导宽壁上窄的斜缝进行了计算，解得了磁流系数及其分布，并得到散射场、等效散射参量及等效阻抗等重要参数．假定波导中仅有ＴＥ１１主模传输，在Ｘ波段计算了散射参量和归一化等效串联阻抗，给出计算结果，为缝隙天线和缝隙阵列设计提供了依据．

低副瓣波导窄边非倾斜缝天线研究

在波导窄边非倾斜缝隙单元两侧加金属扰动块,可以有效提高缝隙单元的等效电导和辐射能力,该方法应用于波导窄边行波阵天线设计,可减少波导行波线阵对缝隙单元数的限制。文中计算分析了长方体金属扰动块的物理参数与缝隙单元等效电导间关系,供设计时选用。最后,给出了16个缝隙单元的波导线阵的实例,实测结果与仿真设计一致,表明该分析与设计方法正确有效,且可推广应用于各种口径的低副瓣波导裂缝天线设计。

共形波导场近似解及缝隙天线

把矩形波导一个宽面外突成均匀曲面构成的新波导统称为共形波导．利用金属波导边界条件、变分法、边界元素法构造这种新波导中主模场的一种近似解表达式，包括曲面横截线为对称、非对称圆弧，抛物线弧，双曲线弧，椭圆弧等．然后根据等效原理，推导非对称圆弧－矩形波导曲面上窄的纵向半波长缝隙的等效谐振电导的近似计算公式，给出计算曲线．这种解虽然是近似的，但却能解决这类共形波导缝隙天线的工程设计．

扇形波导谐振宽边纵缝的归一化电导

扇形波导可作为高功率微波圆柱共形波导缝隙阵天线的基本单元。分析了扇形波导中主模场分量,根据实际情况对主模场进行了合理近似。采用互易定理推导由波导主模横向场分量和缝隙场分量表示的波导场分量的前向或后向散射系数。根据波导传输线理论,将波导宽边纵缝等效为并联导纳,再根据波导边界条件得到扇形波导宽边谐振纵缝的归一化电导与波导散射系数之间的关系式。根据缝隙天线与振子天线的互补关系得到扇形波导谐振缝隙的辐射阻抗,结合波导功率平衡关系得到由波导横向场散射系数表示的缝隙辐射功率表达式,得到归一化电导的与谐振宽边纵缝的偏移位置、缝隙宽度、波导波长以及扇形波导尺寸参数之间的解析表达式。给出了算例,在波导中间区域,通过商用软件计算得到的电导与理论公式结果基本吻合。

X波段波导窄边裂缝天线设计

阐述波导窄边缝隙天线的设计方法,使用HFSS软件对单个缝隙结构,无限阵列环境下缝隙单元的导纳参数进行数值仿真。结果表明,该天线阵列具有低副辩、宽带宽、高增益等特点。