一种波导裂缝阵列天线设计方法

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Ku波段裂缝天线的设计

驻波
１０．４１０１．４１０８．ｏ
辐射效率
８．％７７８．％９３８．％６５
抑制交叉极化用ｋ４扼流法，在波导宽边上下方各加一块扼流裙板，如图５所示。／文献Ｉ描述了Ｘ波段９３５ＨＳ］．７Ｇｚ时扼流装置深度与交叉极化电平的关系。本天线扼
驻波
１０。１１０．４１．０２
一６５Ｂ２．ｄ－４７一５２２．／３．一５２Ｂ２．ｄ－２．／３．５２一２１
３实验结果
对加工的裂缝天线进行了测试，结果参见表３，图１试的Ｅ面（平面）方向面。０测水表３裂缝天线实测结果汇总频率
真软件对天线参Βιβλιοθήκη 进行优化计算，简化了设计过程，实验结果表明该方法是准确
有效的。
关键词：窄边裂缝线阵Ａｓｆｎｏ仿真ｔ
１引言
波导裂缝天线以其结构简单紧凑、口径分布容易控制、ａｔ简便等显著优点。获得ｎ广泛应用。有关裂缝阵列天线的设计方法很多。有基于等效电路的增量电导法、考虑互
２缝线阵的设计计算
某工作于Ｋｕ波段的窄边裂缝天线，要求方位波束宽度１ｏ．，俯仰波束宽度４￣６５，方位副瓣电平Ｓ＜一３Ｂ，天线增益Ｇ￣２ｄＬｙ２ｄ＞５Ｂ。天线驻波ＶＷＲ￣１１。Ｓ＜．０我们采用文献Ｉ出的 “ 波近似 ” 的方法，即通常都可近似认为波导内传输行Ｔ１提行波。设波导衰减常数为０Ｊ１０波导的ｃ０１６Ｂｍ，则波导内传输的行波功率经过间【一４，Ｂｔ．ｄ／＝７

X波段波导窄边裂缝天线设计

0 引言
用BJ100标准波导。
波导窄边裂缝天线由许多开在矩形波导壁上的
（2）确定缝隙间距。设缝隙间距为d，天线最
近似半波缝隙组成，主要优点是口径分布易控制，
大辐射方向与天线法向的夹角为θ。根据指标要去
易于实现低旁瓣电平，效率高，结构紧凑，加工与
工作频率，选定矩形波导型号，计算出自由空间工
安装便捷。已经在多个领域获得了广泛的应用。 1 工作原理
2Φ0.5＝L×λ/(n×d)
（2）
式中，Φ0.5：波束宽度；L：对于泰勒分布取
67，均匀分布取51；λ：自由空间波长；n：缝隙个
基金项目：西安工程大学横向项目（2019KJ—173）。作者简介：武永刚，航天恒星空间技术应用有限公司，工程师，硕士，研究方向：通信技术。收稿日期：2021-03-26，修回日期：2021-04-12。
中图分类号：TN820.15 文章编号：1674-2583(2021)05-0018-02 DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2021.05.007 中文引用格式：武永刚，薛蒲昌，谢亮亮，王俊博.X波段波导窄边裂缝天线设计[J].集成电路应用,2021, 38(05): 18-19.
作波长λ0和导内波长λg。选定θ的值后，由缝隙间距d和θ角的关系如式（1）。
在主模传输的矩形波导内，当波导裂缝切断波导壁上的电流线时就会有能量耦合出来[1,2]。裂缝与波导耦合的强弱是裂缝在电流线垂直方向投影的长度、裂缝中心处的电流密度、裂缝的尺寸、波导横向尺寸，波导壁厚及工作频率的函数[3]。
Design of X-band Waveguide Narrow Edge Slot Antenna
WU Yonggang, XUE Puchang, XIE Liangliang, WANG Junbo ( Aerospace Star Space Technology Application Co., Ltd., Shaanxi 710077, China. )

Ku波段波导缝隙全向天线设计

Ku波段波导缝隙全向天线设计摘要：本文介绍了一种新颖的Ku波段波导缝隙全向天线设计，该天线通过在圆波导柱面上开凿一定数量的倾斜纵向缝隙，组成缝隙阵列。

经过优化设计和仿真，天线在方位面360?范围内，增益起伏小于0.5dB，具有很好的全向特性，天线增益大于7.5dB，可用于雷达、基站通信等系统中。

关键词：圆波导；缝隙阵；全向；天线DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.12.1911 引言缝隙天线阵元的形式多种多样[1-2]，这是由于波导场分布的特点使单个缝隙天线（阵元）的位置比较灵活，甚至只要附加适当的激励元件，就可使在不同辐射位置上的缝隙也变成辐射元。

通常为了增强缝隙天线的方向性，在圆波导侧壁上按一定规律开多条尺寸相同的缝隙，即构成圆波导缝隙天线阵。

波导缝隙阵列天线具有机械强度好，结构紧凑、辐射效率高、耐腐蚀、便于加工等一系列优点，因而在雷达、微波通信以及广播电视系统中广泛使用。

对于波导缝隙全向天线，传统的设计方法主要有三种，第一种是单根矩形波导双面开设辐射缝隙的全向天线[1]，这种天线增益可达10dB以上，但是水平不圆度较差，在水平面增益差达2dB以上。

第二种是由梯形波导缝隙天线组成的圆环阵[2]，增益可以达到10dB以上，方位面不圆度小于6.5dB，这种中心馈电的波导缝隙圆环阵，结构复杂，加工难度较大。

第三种是在圆波导的侧壁上开凿纵向辐射缝隙，通过调谐激励探针的方法来激励辐射缝隙，从而实现全向天线的性能[3]，这种全向天线的不圆度较好，但是其增益一般只能做到5dB以下，并且结构比较复杂。

本文提出了一种新颖的波导缝隙全向天线设计，在圆波导侧壁上开设一系列的倾斜纵向辐射缝隙，仿真结果显示，在方位面360?范围内增益起伏小于0.5dB，方位面不圆度较好，天线增益优于7.5dB，可用于雷达和基站通信系统中。

2 波导缝隙全向天线设计波导缝隙阵列天线可分为谐振阵列天线（驻波阵）和非谐振阵列天线（行波阵）两种形式。

一种新型缝隙天线阵的设计

置的电流线，因此通过控制裂缝的位置以及缝隙的取向可以
有效地控制该天线的辐射强度以及辐射方向。
波导缝隙天线的馈电方式分为端馈、中馈等多种形式，
终端可以短路或者开路。缝隙间距为d 0=λg/2 时，波导腔内的场呈驻波状态，该天线称为驻波阵。
中图分类号：TN822
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2018)03(b)-0086-02
通信系统对终端天线的性能要求越来越高，波导缝隙天线以其高增益、高效率、低副瓣、功率容量大等特点备受青睐，这使其在机载、舰载、气象以及雷达等系统中获得了广泛的应用。
本文利用HFS S仿真软件建模设计了一种新型波导缝隙阵天线，采用切比雪夫计算方法结合M at l ab 进行程序设计对缝隙的分布位置进行优化，设计的缝隙天线阵具有高增益、低驻波、低副瓣等性能，同时改变缝隙的形式，使其表面电流发生改变，能够得到不同指向的阵列天线。在线阵的基础上进行纵向排阵，可以进一步降低波瓣宽度、提高方向增益，此种形式的平面阵列天线能够很好地应用在雷达等通信系统中。
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科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
工业技术
科技创新导报 2018 NO.08
Science and Technology Innovation Herald
程序，设置工作频率为12.5GH z，副瓣电平-2 8 d B，缝隙个数为12，采用Che b y s he v分布进行计算后得到的缝隙偏移量，并在HFS S软件中建立模型。采用BJ140金属波导作为介质，其宽边尺寸为19.05m m，窄边尺寸为9.5m m，在波导宽边开缝，馈电点距离第一个缝隙中心的距离为λg / 2 ，模型如图1所示。

单层波导缝隙阵天线的设计与仿真

ｐａｅｃｎｔｎｏｒｎｈＴｏｒｄｖｄｎｅｗｏｋｃｎｉｌｍｅｔｆｅｉｇｉｒｉａｙｐｗｅ．Ａｌｏｈｅｅｈｓｏｓａｔｐｗｅ，ａｄｔｅＨ— ｐｗｅｉｉｉｇｎｔｒａｍｐｅｎｅｄｎｎａｂｔｒｏｒｒｌｆｔｓｃｎｂｓｄａｈｏｒｄｖｄｎｎｔｏｈｉｇｅｌｙｒｓｏｔｄｗａｅｕｉｅａａｎｅｎａｅｕｅｓｔｅｐｗｅｉｉｉｇｕｉｆｔｅｓｎｌ—ａｅｌｔｖｇｄｒｙａｔｎａ．Ｔｈｉｌｔｄｒｓｌｅｅｓｍｕａｅｅｕｔｓｖｌｔｈｏｒｃｎｓｆｔｉｅｉｎａｒａｈａｉｅｔｅｃｒｅｔｅｓｏｈｓｄｓｇｐｐｏｃ．ｄａ
０ｊｎｔｎ－ｎｔｎａｄＨ— ｏｅｉｄｎｅｏｋａｅａａｚｄｈｊｎｔｎＴｊｎｔｎａｄＨ－ｆＨ－ｃｏ，ＴｊｃｉｎＴｐｗｒｄｖｉｇｎｔｒｒｎｌｅ．ＴｅＨ－ｃｏ，－ｃｏｎＴｕｉｕｏｉｗｙｕｉｕｉ
第３９卷第２期（总第１２期）５
２１００年６月
火控雷达技术
ＦｉｅＣｏｒｌＲａａｃｎｌｇｒｎｔｏｄｒＴｅｈｏｏｙ
Ｖ１３ｏ２Ｓｒｓ１２ｏ．９Ｎ．（ｅｅ５）ｉ
Ｊｎ００ｕ．２１
ＹａｇＬｉａ，ＬａｇＨｕｑｎｎｎｎａｉｇ
（ｈｎｉｏｎｓｉｃｄｍ，ｕｙｎ７０９ＣｉａＡｒｒｅＭｉｌＡａｅｙＬｏａｇ４０）ｂｓｅ１

一种新颖的圆极化波导阵列天线设计

一种新颖的圆极化波导阵列天线设计张洪涛;汪伟;张智慧;翟永波【摘要】In this paper,the design of a novel Ku-band circular-polarized and beam-shaped planer anten-na array is presented.The open quadr-ridged waveguide fed by straight slots cutting in broad wall of rectan-gular waveguide is used to attain circular-polarization.The waveguide feeding network,which constructed by rectangular waveguide side wall coupler shaped power divider and phase compensation rectangular waveguide, is used to control amplitude and phase distribution.It has been applied to obtain shaped beams.A demo ar-ray of 24×16 elements isdesigned,manufactured and tested.The experimental results show that the band-width of VSWR<1.6 is 3%,and the AR level is below 3.0dB.The measured area of shaped beam pattern is-40°~0°.%介绍了一种新型的Ku波段赋形圆极化波导缝隙阵列天线设计，采用矩形波导宽边纵向直缝隙耦合馈电四脊方形开口波导实现了波导天线的圆极化工作；采用波导窄边耦合器形式的功分器和配相波导组成的馈电网络，控制各线阵的幅度和相位，利用幅度和相位加权的方法实现了圆极化波导天线的波束赋形工作。

基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线研究

基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线研究基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线研究摘要：天线是无线通信系统中至关重要的组成部分，其性能直接影响到通信质量和系统容量。

对天线结构的研究一直是无线通信领域的热点之一。

本文主要研究了基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线的设计、制备与性能分析。

通过数值模拟和实验测试，证明了这两种天线结构的有效性和高性能。

该研究对于提高天线性能和无线通信系统的可靠性具有一定的指导意义。

1. 引言随着无线通信技术的快速发展，人们对于无线通信系统的要求不断提高。

而天线作为无线通信系统中最为关键的设备之一，其性能对系统的通信质量和数据传输速率有着直接影响。

2. 波导结构天线的设计原理基于波导结构的天线能够有效地控制电磁波的传播方向和辐射特性，具有较高的增益和方向性。

3. 缝隙阵列天线的设计与制备缝隙阵列天线是一种常用的波导结构天线，其结构简单且易于制备。

通过合理设计缝隙的宽度和间距等参数，可以实现天线的多频段操作。

4. 连续切向节阵列天线的设计与制备连续切向节阵列天线是一种新型的波导结构天线，具有高增益和良好的辐射特性。

通过在波导表面连续切割一系列切向槽，可以实现天线的宽带和高效率辐射。

5. 数值模拟与实验测试通过使用数值模拟软件对设计的天线进行仿真分析，并通过实验测试验证了仿真结果的准确性。

实验结果表明，设计的缝隙阵列天线和连续切向节阵列天线均具有优秀的性能。

6. 性能分析与讨论通过对实验测试结果的分析，可以得出缝隙阵列天线和连续切向节阵列天线的增益、辐射特性、方向性等性能指标。

与传统天线相比，这两种天线结构具有更好的性能和更广泛的应用前景。

7. 结论本研究设计了基于波导结构的缝隙阵列及连续切向节阵列天线，并通过数值模拟和实验测试证明了其高性能和有效性。

这对于提高天线性能和无线通信系统的可靠性具有一定的指导意义。

未来的研究方向可以进一步优化结构，实现更高的增益和更好的辐射特性。

波导窄边缝隙阵列天线设计

波导窄边缝隙阵列天线设计
郑之伦;尤国军;贾涛
【期刊名称】《电讯工程》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】本文介绍了一种利用AnsoftHFSS软件设计波导窄边缝隙阵列天线的方法，由此方法得出的仿真结果与设计目标吻合的较好，证明了此方法的有效性。

【总页数】5页(P8-12)
【作者】郑之伦;尤国军;贾涛
【作者单位】陕西黄河集团有限公司设计所,西安710043
【正文语种】中文
【中图分类】TN823.24
【相关文献】
1.基于矩形波导缝隙馈电的阵列天线设计 [J], 余龙舟;袁成卫;贺军涛;张强
2.L波段宽带超低副瓣波导缝隙阵列天线设计 [J], 陈良圣
3.X波段低副瓣波导缝隙阵列天线设计 [J], 简玲;石磊;陈晓鹏
4.基于折叠间隙波导结构的缝隙阵列天线设计 [J], 王凯
5.应用于毫米波车地通信的小型化间隙波导缝隙阵列天线设计 [J], 第五健健;张健穹;王庆峰;李相强
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０引言
波导裂缝阵列天线有结构紧凑、重量轻、口径利用率高、口径场分布容易控制等优点，在雷达和通信领域都得到了广泛的应用。一般来说，波导裂缝阵列天线
的设计首先根据需要达到的性能指标选择天线尺寸、
ｓｌｏｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｉｔｅｒａｔｉｏｎｏｆｅｑｕａｔｉｏｎｓｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｎｏｍａｒｌｉｚｅｄｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅｔｏａ－ｖｏｉｄａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｕｓｅｌｅｓｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｒｏｍｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｗｏｕｎｋｎｏｗｎｓ．ＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｆｏｍｕｒｌａｏｆＴａｙｌｏｒｓｅｒｉｅｓｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｍｕｔｕａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｓｇｍ．．Ｌｉｎｅａｒ６４一ｓｌｏｔａｒａｙｓａｒｅｄｅ — ｓｉｇｎｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ－ｓｕｈｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｄｅｌｏｂｅｌｅｖｅｌｓｉｎｔｈｅｐａｔｔｅｒｎａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｔａｒａｙｏｆｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ｎｏｍａｒｌｉｚｅｄｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ；ｅｑｕａｔｉｏｎｓｅｔｓ；ｍｕｔｕａｌｃｏｕｐｌｉｎｇ
ＣＨＥＮＸｉａｏ — ｐｅｎｇ，ＣＨＥＮＷｅｎ — ｊｕｎ，ＳＨＩＬｅｉ
（Ｎｏ．７２４ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＳＩＣ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３）
ｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｌｏｔａｒｒａｙｓｏｆｈｅｔｗａｖｅｇｕｉｄｅａｒｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｉｎｔｏａｃｏｕｐｌｅｏｆｅｑｕａｉｔｏｎｓｅｔｓ，ａｎｄｔｈｅ
第３３卷第４期２０１３年１２月
雷达与对抗
ＲＡＤＡＲ＆ＥＣＭ
Ｖｏ１．３３Ｎｏ．４Ｄｅｃ．２０１３
一
种波导裂缝阵列天线设计方法
陈晓鹏，陈文俊，石磊
（中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京２１０００３）
中图分类号：ＴＮ８２０．１５文献标志码：Ａ文章编号：１００９— ０４０１（２０１３）０４— ００３９— ０４
Ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｌｏｔａｒｒａｙｓｏｆｗａｖ耦的设计方法中，一种是实验测量的方法Ｊ，一种是理论计算的方法Ｊ。前者需要加工出许
多试验件并进行测量，设计的复杂程度很高。自Ｅ１－
摘
要：结合等效电路法和有源导纳法，将设计波导裂缝阵列天线的Ｅｌｌｉｏｔｔ方程改写为两个方
程组进行求解，利用归一化电导迭代求解两个方程组，得到裂缝参数，避免了直接求解二元非
线性方程而产生的大量无用解。互耦系数ｇ的计算采用Ｔａｙｌｏｒ级数展开式近似。用等效电路法与本文方法分别设计了６４元驻波线阵，仿真结果表明，本文方法降到了天线副瓣。关键词：波导裂缝阵列；归一化电导；方程组；互耦
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔａｎｄａｃｔｉｖｅａｄｍｉｔｔａｎｃｅｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅＥｌｌｉｏｔｔｅｑｕａｔｉｏｎｓ