波导平板裂缝天线阵的设计

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用hfss设计波导裂缝驻波阵天线

用hfss设计波导裂缝驻波阵天线

应用HFSS9.0设计波导裂缝驻波阵天线范景云微波成像技术国家重点实验室 中国科学院电子学研究所 北京 100080摘要 传统的波导裂缝天线设计方法非常复杂,且天线研制周期长,本文借助高频结构分析软件HFSS9.0的优化功能给出了一种简便的矩形波导宽边纵向裂缝驻波阵的设计流程,并进行了仿真。

仿真结果与理论计算结果基本符合,利用HFSS9.0进行辅助设计的方法可以大大缩短天线研制周期。

关键词 波导裂缝,驻波阵天线,HFSS,优化 一、 引 言在机载雷达天线中,波导裂缝天线阵是应用最广泛的形式之一。

波导裂缝天线容易实现口径面的幅度分布和相位分布,口径面的利用系数高,而且它可满足雷达系统对天线增益高、副瓣低、体积小、重量轻的要求,所以在机载雷达中获得了广泛应用。

在阵列天线的条件下,必须考虑裂缝间的互耦影响。

一般来说,在实际天线应用中,通过实验测量阵列之间的互耦误差较大,且实验工作量很大。

所以,非常有必要利用计算机仿真来部分代替常规的实验工作。

Ansoft-HFSS 软件采用有限元法(FEM )解决三维电磁场问题,求出S 、Y 、Z 参数,还可以得到场的方向图。

矩形波导宽边纵向裂缝驻波阵列的应用比较广泛,但对于谐振长度的求解,一直没有给出明确的理论推导和计算公式。

本文给出分析设计流程,讨论了HFSS 在设计中的应用,尤其在求解谐振长度时的快速简便的方法,通过设计实例可以看出仿真结果与理论计算结果十分接近,验证了此方法的正确性。

二、 波导纵向裂缝驻波阵的设计右图为矩形波导宽边纵向裂缝阵天线的结构示意图。

图1 波导纵向裂缝阵天线结构示意图图中,a 为波导宽度,b 为波导高度,t 为波导壁厚,w 为裂缝宽度,d 为相邻裂缝间距,l 为裂缝长度,x 为裂缝相对波导宽边中心线的偏移量。

根据Elliott 设计裂缝天线阵的基本理论,波导纵向裂缝驻波阵天线可以等效为图2的传输线模型[1]:图2 波导纵向裂缝阵天线的传输线模型为了获得驻波阵列,将辐射波导的一端短路,相邻裂缝与短路板的距离为4/g λ[2]。

波导缝隙天线的设计和仿真

波导缝隙天线的设计和仿真

波导缝隙天线的设计和仿真波导馈电的缝隙阵天线自第二次世界大战以后有很大发展。

它广泛用于各种领域:1、地面、舰载、机载雷达2、导航雷达3、气象雷达4、雷达信标天线LL………………………………特别最近十几年,随着对雷达抗干扰要求的提高、脉冲多普勒可视雷达的发展,要求天线应具有低副瓣或极低副瓣的性能,使波导缝隙天线成为此项要求的优选形式。

同时随着各种计算机辅助技术的发展,如数控机床的使用,天线的整体焊接技术等,为波导缝隙天线的使用创造了基础。

波导缝隙构成的阵列主要有两种形式,即波导宽边开缝和波导窄边开缝,我们本次主要向大家介绍的是波导宽边开缝而构成的波导缝隙天线阵的设计与仿真。

波导宽边纵缝阵列天线不但具有口面效率高、副瓣电平低等优良的电气性能,而且还有厚度小、重量轻、结构紧凑、强度高、安装方便、抗风力强、功率容量大等特点,从而在机载火控雷达、导弹巡航等方面有着其它天线无法替代的优势。

下面是几个波导宽边缝隙构成的阵列在实际中的应用实例。

主要讨论的内容:1.波导缝隙天线的设计基础理论2.波导缝隙行波线阵天线的设计和仿真3.波导缝隙驻波线、面阵天线的设计和仿真4.波导缝隙天线的Ansoft HFSS的实例设计和仿真(一)波导缝隙阵天线设计的基础理论本章中您主要的目标是:1.熟悉波导缝隙天线的基本概念。

2.了解波导缝隙的基本等效电路。

3.理解波导缝隙天线的基本电参数和缝隙阵列的构成。

4.知道波导缝隙天线的基本设计过程。

把一根波导放在自由空间,在波导输入端输入信号,波导终端接匹配负载。

如果在波导宽边或窄边上切割一个窄的缝隙,此缝隙切断波导壁上的传导电流,在缝隙上将产生电场,且对波导内壁电流产生扰动,并从波导内耦合部分电磁能量向自由空间辐射。

随着缝隙切割在波导壁的位置不同,形成不同的缝隙形式。

若缝隙的几何尺寸、其在波导上的位置以及在波导中传送能量确定,则缝隙辐射能量的幅度及相位就确定了。

一般在工程应用中,只要提到波导缝隙的设计,就会想到缝隙的等效电路。

平板裂缝天线结构设计

平板裂缝天线结构设计

平板裂缝天线结构设计洪 涛(中国电子科技集团第38研究所,安徽合肥230031)St ruct ure Design of t he Plate Slot Array AntennaH ONG T ao(No.38Research Institute of China Electronic Technology Group Corporation ,Hefei 230031,China ) 摘要:针对平板裂缝天线的特点,介绍了该天线的结构设计思路,特别强调了应考虑结构设计的可制造性.通过设计实例,验证了Pro/E 三维软件非常适合于作为平板裂缝天线的设计平台,有效地提高了设计效率和设计质量.关键词:平板裂缝天线;结构设计;可制造性;Pro/E中图分类号:TN821文献标识码:B文章编号:1001-2257(2009)08-0076-02收稿日期:2009-02-27Abstract :In view of t he feat ure of t he plate slotted -array antenna ,t he paper int roduces t he st ruct ural design of t he antenna ,especially discus 2ses t he question t hat must be considered in t he manufact uring of t he struct ural design.U sing t he Pro/E software ,t he plate slotted -array antenna can be designed easily and finely.K ey w ords :plate slot -array antenna ;st ruct ur 2al design ;manufact uring ;Pro/E0 引言在雷达和微波通信系统中,平板裂缝天线获得了越来越广泛的应用.它具有效率高、天线增益高、副瓣低、体积小、重量轻、结构紧凑和薄壁高精度等特点.平板裂缝天线加工的工艺性和电性能好坏,与天线的结构设计有着密不可分的联系.因此提出了应用Pro/E 软件,一体化设计该天线的方法.1 结构设计某型雷达平板裂缝天线由12根宽边带辐射缝的辐射线源、馈电波导、功分网络和阶梯变换波导组成.辐射线源之间的公共壁厚1.5mm ,开有辐射缝的波导壁厚1mm.根据雷达的使用要求,该天线外形要尽可能小,重量尽可能轻,强度和刚度满足机载环境要求.根据电讯的要求,辐射缝、耦合缝和波导口径的精度要求高,天线辐射面的平面度均方根误差要小于0.2mm.平板裂缝天线结构上的显著特点是多层、空腔和薄壁,结构紧凑复杂,精度要求高.其结构设计首先是根据天线的工作状态和结构机械性能要求,结构可靠性要求,外形大小和设备组成,确定高度集成的一体化设计思想.其次,综合考虑精度、强度、刚度、可制造性和经济性的要求,选择满足要求的合适材料和准备采用的制造方法.然后根据前面的考虑,将天线从结构上分解成合适数量的零件.最后,用Pro/E 作为设计平台,进行工程设计.根据系统设计思路,在某型雷达平板裂缝天线的结构设计中,将天线分成5个薄壁、腔体零件,再焊接成形.天线的外形尺寸为400mm ×200mm ×50mm ,如图1所示.图1 平板裂缝天线2 可制造性平板裂缝天线结构复杂,目前国内通常以数控铣薄壁加工零件,装配后采用盐浴焊、真空钎焊整体焊接成形.针对某型雷达平板裂缝天线外形尺寸比・67・1机械与电子22009(8)较小,采用了高速切削加工技术加工平板裂缝天线的薄壁、腔体类零件,用定位销和工装装配定位夹紧后,真空钎焊整体焊接成形.2.1 材料的可加工性波导器件传统上用铜材和铝材加工制作,近年来随着技术的发展,也出现了用碳纤维复合材料制作的波导.机载雷达有一个非常重要的指标要求,就是天线体积小、重量轻,可用碳纤维复合材料和铝材制作平板裂缝天线.碳纤维复合材料的比强度、比刚度、热膨胀系数和抗疲劳能力等均优于铝合金.但是平板裂缝天线的结构非常复杂,精度要求很高,波导口径的精度一般为±0.03mm,用碳纤维复合材料制造技术难度大,工艺技术复杂,经济成本很高.由于L F21,LD31铝合金材料的固相线温度比其它铝合金高,比较适合高温的真空钎焊.LD31铝合金加工性能、抗腐蚀性能和导电性好,力学性能良好,热处理强化后,抗拉强度可由130MPa提高到220M Pa,屈服强度由50M Pa增至150M Pa[1]. L F21铝合金加工性能、抗腐蚀性能和导电性好,不能热处理强化,有较高的疲劳强度,热轧状态下最小抗拉强度为110M Pa.从工艺技术的难易程度、强度指标、重量指标和经济性等方面考虑,选用铝合金材料制造天线,工艺相对简单,经济性优于碳纤维复合材料.由于我所长期使用L F21铝合金材料从事生产加工和真空钎焊,积累了丰富的生产经验,再加上该型雷达天线尺寸不大,铝质天线的重量约600g,选用L F21铝合金完全满足强度要求.2.2 加工效率和精度控制某型雷达平板裂缝天线从结构上分成5层,每1层为1个薄壁、腔体零件.这些薄壁、腔体零件均采用厚铝板,用高速切削加工技术加工.高速切削加工的优点是:效率高、精度高、表面质量高及加工引起的变形较小.这些优点决定了它非常适合于加工薄壁、腔体类零件[2].这样加工出来的零件,波导口径精度高,表面质量好,平面度高.真空钎焊是为适应现代工业的需要而发展起的一种较新的钎焊方法,近年来,在各种微波器件中已逐渐开始应用.真空钎焊同盐浴钎焊相比,具有以下优点:无毒和无污染;接头具有优良的机械性能和抗腐蚀性能;在真空中加热,没有氧化问题;精度高;加热均匀,变形量小,可以做到焊后不修整.在确定了制造零件材料、加工技术和天线的焊接方法后,为便于切削加工,提高焊接质量和保证天线精度,零件结构设计时,还应考虑以下几个问题:a.天线分层形成零件时,要考虑真空钎焊的特点.天线焊接时,要水平放置,从上到下共5层.真空钎焊时,每层之间的焊接面放置焊片,焊接面要与地面水平,这样形成的焊缝质量才高.所以,在考虑天线分层形成零件时,要保证每层之间的分界面必须在一个水平面上.b.天线分层形成零件时,要考虑高速切削加工的特点.阶梯变换波导内腔内的台阶要与波导腔一起加工,加工好后,与盖板焊接在一起,形成阶梯变换波导.某型雷达系统由于整机安装的需要,要求天线的输出法兰面与辐射面平行.波导从水平状态转变为垂直状态的过渡处,有一个45°倾角,这个倾角要与波导腔一起加工.设计零件时,这样做可以使零件便于切削加工,焊接面保证在一个水平面上,焊缝质量好.c.零件设计时,要考虑真空钎焊加热过程中对天线精度的影响.为增强天线整体的强度和刚度,在第2层(从下往上数)辐射线源的盖板上有功分网络的支撑.为减轻重量,这个支撑的截面形状是个槽形,与第3层带有功分网络腔体的盖板就组成了个封闭腔.天线焊接时,封闭腔内的气体无法抽出.加热时,气体膨胀,影响焊接后的天线精度.所以,设计该零件时,要在槽形支撑的壁上开几处2~3mm宽的缺口.零件组装成天线准备焊接时,要保证天线内没有完全封闭的腔体.为了保证定位精度和控制焊接过程中的变形,将5个零件用定位销和工装装配定位夹紧.用真空钎焊的方法整体焊接成形后,除了铣去定位销和多余的材料外,辐射面不再加工.经测量,天线辐射面的平面度均方根误差小于0.2mm的指标要求.经电讯人员测试,天线电性能满足指标要求.所以,设计的结构应便于高速切削和真空钎焊,充分发挥这2种加工技术的优点,生产过程中再辅以必要的工装夹具,既可以保证平板裂缝天线的精度,又可提高加工效率.3 计算机辅助设计及仿真运用Pro/E[3]三维设计软件设计平板裂缝天线,・77・1机械与电子22009(8)具有以下优点:a.构建了结构设计人员和电讯设计人员共同交流的平台.由于平板裂缝天线的复杂性,电讯人员难以表述涉及电性能的天线内腔.对于结构的二维工程图,理解困难.天线的三维实体模型将结构的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来,双方易于交流.b.提高了设计效率.借助于Pro/E 的系统参数,可以随时计算天线的质量、重心和惯性大小等,减少了人工计算时间.天线的三维实体模型可以直接导入ANS YS 有限元分析软件,进行强度和刚度的分析,避免了重复建模的麻烦.c.提高了设计质量.由于构成平板裂缝天线的零件形状复杂、尺寸多,用三维建模,再生成二维工程图,提高了图纸的质量.在设计过程中需要更改时,只需更改三维模型,则二维工程图会随着变化,减少了人为改图时间,避免了人为错误.d.协助制造工程师自动生成零件加工刀具路径的NC 程序,避免人为编程疏漏,节约了时间.4 结束语平板裂缝天线结构型式多种多样,针对具体天线的结构型式,结构设计的可制造性,是平板裂缝天线结构设计需要考虑的重要问题之一.通常,机载雷达系统要求使用的平板裂缝天线体积小、重量轻、强度和刚度高,充分运用Pro/E 等计算机辅助设计和仿真技术,可以使平板裂缝天线设计更优化,对于设计效率和质量的提高,效果显著.参考文献:[1] 陈 敏,刘 捷.机载雷达平板裂缝天线的结构设计[J ].现代雷达,2002,24(3):77-79.[2] 汪方宝,梁 宁,鞠金山.平板裂缝天线制造技术研究[J ].电子机械工程,2004,20(4):41-44.[3] 钟建琳.Pro/Engineer2000i 零件造型实用教程[M ].北京:机械工业出版社,2001.作者简介:洪 涛 (1972-),男,安徽青阳人,工程师,主要从事雷达天馈系统结构设计工作.一种膨胀型阻尼消声器的设计王乃民1,王兆强2,张传涛1,娄雅琼1(1.海洋石油工程股份有限公司,天津300452;2.兰州理工大学流体传动与控制学院,甘肃兰州730050)Design of a Int umescence Damping Exhaust MufflerWANG N ai -min 1,WANG Zhao -qiang 2,ZHANG Chu an -tao 1,LOU Ya -qiong 1(1.Off shore Oil Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300452,China ;2.College of Fluid Power and Control Engineering ,Lanzhou University of Technology ,Lanzhou 730050,China ) 摘要:介绍了以自行设计的气动打孔机为噪声源进行分析研究,采用加大阻尼和增大排气截面积来降低排气速度的方法,设计出膨胀型阻尼消声器.实验结果表明:采取上述降噪措施,噪声绝对值降低至20dB 左右,满足了工程应用要求.关键词:气动系统;噪声;膨胀型阻尼消声器;设计收稿日期:2009-03-04中图分类号:TB535.2文献标识码:B文章编号:1001-2257(2009)08-0078-03Abstract :This paper analyzed and researched on noise source of a self -designed p neumatic hole p unching machine ,adopt t he met hod of increasing damping and augmenting cross section to reduce t he exhaust rate ,artf ul designed int umescence damping exhaust muffler.The result s of experi 2ment s indicate t hat take above -mentioned de 2noise ,t he absolute value of noise was reduced by 20・87・1机械与电子22009(8)。

一种高性能波导缝隙阵列天线的设计

一种高性能波导缝隙阵列天线的设计

图1 可快速迭代的波导阵列天线设计方法步骤一:从天线的指标出发(波束宽度、副瓣水平、波束指向等),通过天线综合的方法获得所需的口经场幅度、相位分布,典型的综合方法如泰勒综合法、切比雪夫综合法、伍德沃德加权综合法等。

此过程还依赖于天线的近远场转换技术,可在天线形式已知的情况下实现口径场与远场的相互转换,是一项关键的技术。

步骤二:利用口径场求解缝隙电导分布。

此过程的实现依赖于微波网络的分析技术,涉及多端口网络参数的相互转化,如根据口径场分布进而得到缝隙处的散射场(S参数),由S参数与导纳矩阵Y之间的转换关系,进而得到缝隙电导分布。

步骤三:通过获得的缝隙电导分布,确定每个缝隙的电图2 缝隙导纳分布波导缝隙的阻抗特性是决定天线阵单个阵元特性最为重要的特性。

确定缝隙阵列所需的导纳分布后,便要获得缝隙导纳与其电尺寸的对应关系,经拟合的缝隙倾角与归一化导纳之间的对应关系如图3所示。

另外,缝隙的切深可由谐振频率等因素确定。

图3 缝隙谐振时倾角与电导的拟合曲线本文设计中采用标准矩形波导BJ-100,内部尺寸22.86mm*10.16mm,波导壁厚为1.72mm。

设计由226元缝隙构成的天线阵,相邻缝隙间等间距分布、交替导向。

考虑到扫描角度、带宽、功率容量等因素,设定缝隙间距为 (a) 天线侧视图 (b)天线俯视图 (c)缝隙波导天线 (d)天线结构和尺寸图4 天线形式图4 高性能波导缝隙阵列天线测试结果采用XD-II型天线近远场天线测量系统,对阵列天线进行测试。

测试件数量为3个X波段雷达天线。

测试内容包括天线方向图、天线增益、天线电压驻波比。

测试方法如下。

(1)天线方向图。

在微波暗室内采用平面近场扫描方法,进行天线方向图测试。

被测天线为发射天线,探头接收发射信号。

将天线架设在转台上,调整天线的方位面和俯仰面,确定天线辐射阵面与探头扫描面保持平行。

天线架设及调平完毕以后,启用平面近(远)场测量测试软件,设置近(远)场平面测试系统测试参数,进行测试并自动记录,保存被测天线近场采集数据。

波导缝隙平面阵列

波导缝隙平面阵列

波导缝隙平面阵列
波导缝隙平面阵列是一种常用的天线类型,它由多个波导缝隙单元组成,排列在平面上,可以实现宽带、高增益和方向性较好的辐射特性。

波导缝隙平面阵列的基本结构是由金属板和介质板构成的波导,波导内开有一定宽度的缝隙,形成了缝隙辐射天线单元。

多个天线单元通过平面阵列的排列形成了整个天线系统。

波导缝隙平面阵列的优点是具有较高的增益和较好的方向性,同时还具备宽带性能。

其工作频率范围可以覆盖多个频段,因此在实际应用中具有广泛的用途,如通信、雷达、导航、卫星通信等领域。

在设计波导缝隙平面阵列时,需要考虑到其天线单元的几何结构、缝隙宽度、介质板厚度和相邻天线单元之间的距离等因素,以达到最佳的辐射性能和工作频率范围。

总之,波导缝隙平面阵列是一种非常实用的天线类型,其优异的性能和广泛的应用领域使其成为了现代通信技术中不可或缺的一部分。

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基于车载雷达系统的波导缝隙天线设计

基于车载雷达系统的波导缝隙天线设计

基于车载雷达系统的波导缝隙天线设计O 引言波导缝隙天线自上世纪中叶以来有了很大的发展,广泛用于地面、舰载、机载、导航等各个领域。

由于缝隙阵列天线对天线口径面内的幅度分布容易控制,口径面利用率高,体积小,易于实现低或极低副瓣等特点,因而使其获得广泛使用。

在波导缝隙天线的研究方面,许多学者对缝隙天线理论和实验进行了大量基础性的研究工作,因而波导缝隙天线的理论越来越成熟。

本文所设计的就是基于车载雷达系统应用的一种小型波导缝隙天线。

该天线要求在水平面内具有宽波束的特点,能够覆盖比较宽的范围,从而更有效地提高车辆的战场生存能力。

天线需要满足的性能指标如下:a.增益:大于11dB;b.3dB波束宽度:E面为20°,H面为110°;c.副瓣电平:小于-13dB;d.驻波比驻波比:小于2。

为简化设计起见,本设计采用波导宽壁斜缝谐振阵的方式,切割的缝隙数为4个,达到了指标要求的效果。

1 理论分析1.1 串联缝隙阵的模型由波导内的场分布情况可知:当波导宽边中心开斜缝时,窄缝在纵向不切割电流线;在缝的横向由于对电场的扰动,使得总电场在缝的两侧发生跳变,即电压跳变,故相当于在传输线上串联了一个阻抗。

对中心馈电的谐振线阵线阵模型来说,假设波导壁上开有Ⅳ爪斜缝,缝与缝中心间距λg/2,为取得同相激励,相邻缝交叉倾斜放置,波导末端短路板距终端缝隙λg/2,以使缝隙中心处于电压或电流最大值位置,线阵模型。

其等效电路。

图中所示均为归一化的等效电阻。

1.2 缝隙特性参数的分析在天线工作频率工作频率的选取上,本雷达系统的工作频率为10.5GHz,故该天线的工作频率为10.5GHz,,对于阵列中各单元以等间距位于直线上的线阵,其阵列因子可表示为:其中An为激励的幅度,θ为观察方向与直线的夹角,d为阵元间距。

由于谐振阵各单元是同相的,即φn=O,则上式可简化为:当u=2mπ,m=O,±1,…时,S取最大值,且m=0时为主瓣。

波导缝隙阵列天线的改进设计

波导缝隙阵列天线的改进设计

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图 2 中频 E面 方 向图
应 用 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题 。
关键词 : 导缝隙 ; 瓣电平; 化 波 副 4 g
Ab t a t n h s a e ,we a t t i r v h e in o h a tn a f r n h a t n a s r c :I t i p p r w n o mp o e t e d s f t e n e n o i t e n e n E- ln fr f l i eo e e e h - g p a e a e d sd lb lv l p e i n me o ,s e i g t i r v h p a e f r f l i e o e lv l o i c ii .F n - u ig t r u h t e e t b i me t o h t e t o n n e k n o mp o e t e E— ln a e d sd l b e e f d r t t i e v y ie t n n h o g h sa l h n f te mah mai s - c l n p y i a d l f t e r d a in fo t a a n t h u fc a l u e it b t n i al u e h e ei ag r h a a d h sc l mo e s o h a it r n g i s o t e s ra e mp i d d sr u i ,f l t i o n y s s te g n t c lo t m a an t h i g is t e s r c f t e r da i g ee n o o t z ,a d s l e h r b e o h n ie rn p l ain f E- ln i c ii r f l i e u f e o h a it l me t t p i e n ov s t e p o lm f t e e gn e g a p i t s o p a e d r t t f e d sd - a n mi i c o e v ya i l b e e. o e lv 1 Ke r s y wo d :W a e u d lt ie o e L v l v g i e S o ;S d lb e e;Op i z t n t mia i o

波导缝隙天线的设计和仿真

波导缝隙天线的设计和仿真

波导缝隙天线的设计和仿真波导馈电的缝隙阵天线自第二次世界大战以后有很大发展。

它广泛用于各种领域:1、地面、舰载、机载雷达2、导航雷达3、气象雷达4、雷达信标天线LL………………………………特别最近十几年,随着对雷达抗干扰要求的提高、脉冲多普勒可视雷达的发展,要求天线应具有低副瓣或极低副瓣的性能,使波导缝隙天线成为此项要求的优选形式。

同时随着各种计算机辅助技术的发展,如数控机床的使用,天线的整体焊接技术等,为波导缝隙天线的使用创造了基础。

波导缝隙构成的阵列主要有两种形式,即波导宽边开缝和波导窄边开缝,我们本次主要向大家介绍的是波导宽边开缝而构成的波导缝隙天线阵的设计与仿真。

波导宽边纵缝阵列天线不但具有口面效率高、副瓣电平低等优良的电气性能,而且还有厚度小、重量轻、结构紧凑、强度高、安装方便、抗风力强、功率容量大等特点,从而在机载火控雷达、导弹巡航等方面有着其它天线无法替代的优势。

下面是几个波导宽边缝隙构成的阵列在实际中的应用实例。

主要讨论的内容:1.波导缝隙天线的设计基础理论2.波导缝隙行波线阵天线的设计和仿真3.波导缝隙驻波线、面阵天线的设计和仿真4.波导缝隙天线的Ansoft HFSS的实例设计和仿真(一)波导缝隙阵天线设计的基础理论本章中您主要的目标是:1.熟悉波导缝隙天线的基本概念。

2.了解波导缝隙的基本等效电路。

3.理解波导缝隙天线的基本电参数和缝隙阵列的构成。

4.知道波导缝隙天线的基本设计过程。

把一根波导放在自由空间,在波导输入端输入信号,波导终端接匹配负载。

如果在波导宽边或窄边上切割一个窄的缝隙,此缝隙切断波导壁上的传导电流,在缝隙上将产生电场,且对波导内壁电流产生扰动,并从波导内耦合部分电磁能量向自由空间辐射。

随着缝隙切割在波导壁的位置不同,形成不同的缝隙形式。

若缝隙的几何尺寸、其在波导上的位置以及在波导中传送能量确定,则缝隙辐射能量的幅度及相位就确定了。

一般在工程应用中,只要提到波导缝隙的设计,就会想到缝隙的等效电路。

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r d a i g so i n i n r d fe a itn l td me so sa e mo i d,t u o d r d a in p te n r b a n d i h s g o a ito a t r s a e o t i e .U sn h r p s d me h ig t ep o o e t —
中 图分 类 号 : N8 3 2 ;T 5 . T 2 . 4 N9 7 2 文献标识码 : A 文章 编 号 :6 2 2 3 ( 0 7 0 — 2 20 1 7—3 7 2 0 ) 303 4
De i n o a r W a e u d l te t nn r y sg f Pl na v g i e S o t d An e a Ar a s
下 的 导 纳计 算 ; 利 用 天 线 远 场 幅 度 、 位 方 向 图 仿 真 结 果 , 用 口径 场反 演 方 法 , 阵 中辐 射 缝 参 数 进 行 并 相 采 对 修 正 。通 过 设 计 实例 , 证 了该 方 法 非 常适 合 于 平 板 裂 缝 天 线 阵 的设 计 , 效 地 提 高 了设 计 效 率 。 验 有 关 键 词 :波 导 ; 隙 天 线 阵 ; 线 阵设 计 ;有 源 导 纳 缝 天
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第 3期 20 0 7年 6月
雷 达 科 学 与 技 术
Ra dar Sci ce an ech en d T noI ogy
Vol5 No 3 _ .
J n 0 7 u e2 0
波 导 平 板 裂 缝 天 线 阵 的 设 计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影 响[ , 7 以及 边缘 辐射 缝 的影 响 , 纳将 发生 改变 , 3 导
1 引 言
波导 平板 裂缝 天 线 具 有 效 率 高 、 积 小 、 量 体 重 轻 、 构 紧凑 , 获得 高 增 益 、 副 瓣 等 特 点 , 雷 结 易 低 在
达和 微波 通信 系 统 中获 得 了广 泛 的应 用 。对 于 平 板缝 隙 阵 , 互耦 影 响 较 大 , 计算 辐射 缝 隙 电导 时 故 必须 考虑 内部 互耦 和外 部互 耦 。 在 实 际 天 线 设 计 中 , 定 波 导 缝 隙 有 源 导 纳 确 的方 法 主要 有 两 种 , 即实 验 测 量 和 理 论 计 算 _ ] I。 前者 是先 加工 相 同偏 置 、 同缝 长 的一 组 小 阵 , 相 再 测量 其 S参 数来 求 缝 的导纳 。该 方法 加 工 测 试 量 很大 、 期长并 且 成本 高 ; 者一 般 采 用 E l t 提 周 后 lot i 出 的有 源导纳 设 计方 法 进 行 数值 计算 或 采 用 等 效
i e na n xt r lm u ua ou igs a e t ke i t c o nt r la d e e na t lc pln r a n n o a c unt T he a rur s rbu in i e e m i d usn . pe t e dit i to s d t r ne i g
金 剑 ,万笑 梅 , 汪 伟 ,金谋 平
( 中国 电子 科 技 集 团公 司第 三 十八 研 究 所 , 徽 合 肥 2 0 3 ) 安 3 0 1

要 :利 用 商 业 软 件 HF S的 S参 数 仿 真 结 果 , 用 等 效 网络 法 对 矩 形 波 导 宽 边 纵 缝 进 行 互 耦 环 境 S 采
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