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矩形波导缝隙阵列天线设计方法的研究

于海生  
【摘要】:波导缝隙阵列天线体积小、重量轻、结构紧凑、口径效率高、功率容量大,尤其是波导窄边开缝天线阵列容易实现低副瓣及超低副瓣方向性图,在机载火控雷达、微波通讯系统等工程应用上越来越受重视。 本文在详细分析了波导缝隙阵列天线的基本理论和波导缝隙阵研究设计的基础上,设计了两种不同类型的波导缝隙阵列天线,并总结了波导缝隙阵列天线设计方法和流程。 首先,根据天线的工作频率、增益大小以及副瓣电平要求,设计了波导宽边缝隙驻波阵天线。通过运用高频电磁仿真软件Ansoft-HFSS的参数扫描和优化功能,得出每个缝隙的谐振长度,从而建立缝隙天线的具体模型。利用HFSS进行仿真得出结果,仿真效果良好,达到了所设计的天线要求。 其次,根据天线的工作频段、副瓣电平以及等副瓣数要求,设计了波导窄边缝隙行波阵天线。主要工作是通过HFSS得出缝隙的电导分布和电导函数,利用HFSS的参数扫描和优化功能,对天线进行仿真,结果实现了缝隙天线的低副瓣性能。 最后,归纳总结出波导缝隙阵列天线一般设计方法和流程。尤其是波导窄边缝隙阵天线,重点研究了波导窄边缝隙阵列天线的特性,详细分析了窄边缝隙阵的理论。主要难点和重点问题是如何设计缝隙的物理尺寸来实现所选定的口径分布。通过利用传统的天线综合方法和现代高频电磁仿真软件,对天线进行设计和仿真。由仿真结果可以看出,波导窄边开缝天线阵列实现了低副瓣的方向性图,从而验证了此设计方法的可行性和准确性。


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