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10_FEKO_波导缝隙天线

波导缝隙天线的EBG的应用

波导缝隙天线的EBG 的应用张运启栗曦杨林（西安电子科技大学天线与电磁散射研究所，西安，710071）摘要：研究一种新型的EBG 结构在波导缝隙天线中的应用。这种新型的EBG 具有可以有效抑制表面波的特性，提出了在阵面缝隙单元间加载EBG 周期单元结构的方案，抑制波导缝隙天线之间的互耦。通过与传统的波导缝隙天线进行比较得出加载新型EBG 结构的波导缝隙天线在互耦上有很大改善。关键词:波导缝隙阵列天线；Electromagnetic band-gap(EBG)；互耦 The Waveguide Slot Array Antenna Above EBG Structure Zhang Yun-qi ， Li Xi ，Yang Lin (National Laboratory of Antenna and Microwave Technology,Xidian university,Xi’an shaanxi,710071 ，China) Abstract :The performance of the waveguide slot array antenna above the electromagnetic band-gap(EBG) structure is investigated.The kind of EBG is able to control the surface wave.The project of control the 21S between the waveguide solt antenna by loading the periodic unit of EBG between the units has been lodged.It is found that the 21S improved in the waveguide slot array antenna through comparison. Key words : waveguide solt array antenna; EBG; couple 引言波导缝隙天线具有口面场分布容易控制，没有能量漏失、天线口径效率高、性能稳定、结构简单紧凑、强度高、安装方便、抗风力强等优点，而且容易实现窄波束、赋形波束、低副瓣乃至超低副瓣，所以波导缝隙天线已经成为新型雷达中天线的优选形式，被广泛应用于雷达和通讯领域。但这种形式的天线由于有比较大的金属地平面，存在强烈的TM 表面波和空间波耦合，以及地面边缘的多径干扰，这些因素都将影响天线阵列的性能。电磁带隙结构（EBG ）在电磁传输场和天线领域的应用研究越加广泛和深入，本文着重关注的Mushroom-like EBG 结构，具有有效的表面波抑制带隙和紧致的特征，这在通讯天线和阵列天线的应用中是非常重要的。本文以此为切入点，将EBG 结构与金属波导缝隙阵列相结合，旨在利用EBG 结构对表面波的抑制特性，改善原天线的性能。 1 电磁带隙结构（EBG）单元本文根据一种电磁带隙的快速分析方[2] 法进行建模仿真，电磁带隙（EBG ）结构单元如图 1 图1 电磁带隙结构单元仿真计算上述二端口波导的传输系数21S 的幅度，如图2所示。可以看出在00F F ?+:有带隙。由于该波导由一对理想电壁和理想磁壁组成，是一个TEM 波导，因此不存在截止频率。图2 电磁带隙结构单元的21S 2 传统的波导缝隙阵列天线我们建立波导缝隙阵列天线进行仿真，分析

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。

裂缝波导管通信技术浅析-NB技术

什么是波导？波导（WAVEGUIDE），用来定向引导电磁波的结构。在电磁学和通信工程中，波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传输无线电波的空心金属管。这种波导主要用作微波频率的传输线，在微波炉、雷达、通讯卫星和微波无线电链路设备中用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。常见的波导结构主要有平行双导线、同轴线、平行平板波导、矩形波导、圆波导、微带线、平板介质光波导和光纤。从引导电磁波的角度看，它们都可分为内部区域和外部区域，电磁波被限制在内部区域传播（要求在波导横截面内满足横向谐振原理）。 1893年J.J.汤姆森第一个提出波导的概念。1894年O.J.洛奇第一个用实验证明了波导。1897年罗德?瑞利第一个完成了在空心金属圆柱形波导中传播模式的数学分析。(McLachan, 1947.) 通常，波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导，前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内，又称封闭波导；后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围，又称开波导。介质波导采用固体介质杆而不是空心管。光导纤维是在光频率工作下的介质波导。微带、共面波导、带状线或同轴电缆等传输线也可以认为是波导。在波导通信用于实践方面，与之配套的无线设备必须做专门的设计和配套，对于高带宽、高清视频、高可靠性波导管“三高”应用场合，最典型的就是iMAX-8000W系列波导管专用移动通信系统。波导管的通信原理波导管用来传送超高频电磁波，通过它脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地，是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子；波导管内径的大小因所传输信号的波长而异；多用于厘米波及毫米波的无线电通讯、雷达、导航等无线电领域。目前常见的有矩形波导管，圆形波导管，半圆形波导管，ku 波导管，雷达波导管和光线波导管。

实验八波导缝隙阵天线的设计与仿真

实验八波导缝隙阵天线的设计与仿真一、实验目的 1.设计一个波导缝隙阵天线 2.查看并分析波导缝隙阵天线的二、实验设备装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台三、实验原理波导缝隙阵具有口面效率高、副瓣电平低等优良的性能。这里考虑宽边纵向谐振式驻波阵列，每个缝隙相距0.5λg ，距离波导宽边中心有一定偏移。Stevenson 给出宽边上纵向并联缝隙的电导为 ()a x g g π21sin = ()()g g b a g λλπλλ2cos 09.221= 其中，x 为待求的偏移，a 为波导内壁宽边长度，λg 为波导波长。在具体的设计中，可以利用HFSS 的优化功能来确定缝隙的谐振长度。首先确定在谐振缝隙设计中存在的几个变量，主要有缝隙偏移波导中心线的距离Offset ，缝隙的长度L ，缝隙的宽度W 等。一般可根据实际的加工确定出缝隙的宽度W ，应用HFSS 的优化功能得出缝隙的偏移量Offset 和缝隙长度Length 。如图1所示，在波端口的Y 矩阵参数可以等效于距检测端口的1/2个波导波长的缝隙中心的Y 矩阵参数，根据波导缝隙的基本设计理论，在谐振时缝隙的等效阻抗或导纳为实数。因此，当缝隙谐振时有Im(Y)=0。单缝谐振长度优化示意图如下：设计一个由20个缝隙组成的缝隙阵，采用Chebyshev 电流分布，前10个缝的电平分布如下： n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a n 0.33 0.29 0.39 0.5 0.62 0.73 0.83 0.91 0.97 1.0 根据电平分布进行归一化：∑==101212n n a K 短路波端口g λ41g λ2 1L

波导平板裂缝天线阵的设计

波导平板裂缝天线阵的设计金剑,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,安徽合肥230031) 摘　要:利用商业软件HFSS的S参数仿真结果,采用等效网络法对矩形波导宽边纵缝进行互耦环境下的导纳计算;并利用天线远场幅度、相位方向图仿真结果,采用口径场反演方法,对阵中辐射缝参数进行修正。通过设计实例,验证了该方法非常适合于平板裂缝天线阵的设计,有效地提高了设计效率。关键词:波导;缝隙天线阵;天线阵设计;有源导纳中图分类号:TN823+.24;TN957.2 文献标识码:A 文章编号:167222337(2007)0320232204 Design of Planar Waveguide Slotted Antenna Arrays J IN Jian,WAN Xiao2mei,WAN G Wei,J IN Mou2ping (N o.38Research I nstit ute of C E T C,Hef ei230031,Chi na) Abstract:　The active admittance of a rectangular waveguide longitudinal slot is determined using the S parameter simulation results of commercial software HFSS and the equivalent network method in that the internal and external mutual couplings are taken into account.The aperture distribution is determined using re2deducing method and antenna simulative amplitude/phase patterns obtained by software HFSS,and the radiating slot dimensions are modified,thus good radiation patterns are https://www.wendangku.net/doc/021995522.html,ing the proposed meth2 od,planar waveguide slotted arrays can be designed easily and economically. K ey w ords:　waveguide;slotted antenna array;antenna array design;active admittance 1　引言波导平板裂缝天线具有效率高、体积小、重量轻、结构紧凑,易获得高增益、低副瓣等特点,在雷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,故计算辐射缝隙电导时必须考虑内部互耦和外部互耦。在实际天线设计中,确定波导缝隙有源导纳的方法主要有两种,即实验测量和理论计算[124]。前者是先加工相同偏置、相同缝长的一组小阵,再测量其S参数来求缝的导纳。该方法加工测试量很大、周期长并且成本高;后者一般采用Elliott提出的有源导纳设计方法进行数值计算或采用等效磁流片法分析,采用矩量法求解。该方法考虑互耦的计算比较繁复。商业软件的迅速发展,使通过仿真精确计算辐射缝隙自导纳和有源导纳成为可能[526]。另外,由于辐射缝隙受馈电缝、短路板的影响[7],以及边缘辐射缝的影响,导纳将发生改变,造成口径场的幅相分布恶化,进而影响天线的辐射性能。本文给出一种利用H FSS仿真结合传输矩阵法确定波导缝隙有源导纳值,并通过仿真的远场幅度相位方向图数据反演天线的口径场,在此基础上对辐射缝进行修正。该方法的使用,可实现平板裂缝天线阵的设计一次成功,极大地提高了设计效率。 2　导纳的计算小阵由若干根线源组成,每根线源上有N个相同偏置、相同缝长的纵缝,如图1所示。这样求得的缝电导既考虑了内部互耦,又考虑了外部互耦,并且缝的长度可以方便地进行调节,省去了实验件的加工。小阵规模的选取原则是算出的导纳误差满足设计需要。采用Ansoft HFSS等商业软第3期2007年6月雷达科学与技术 R a d a r S c i e nc e a nd Te c hnology Vol.5No.3 J une2007 收稿日期:2006207216;修回日期:2006209222基金项目:国防预研项目

实验八-波导缝隙阵天线的设计与仿真

一种波导窄边裂缝天线缝隙倾角的改进方法

第３３卷第１期２０１８年２月电波科学学报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＲＡＤｌ０ＳＣＩＥＮＣＥＶ０１．３３，ＮＯ．１Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１８邵特，房少军，傅世强，等．一种波导窄边裂缝天线缝隙倾角的改进方法［Ｊ］．电波科学学报，２０１７．３３（１）：２１—２６．ＤＯＩ：１０．１３４４３／ｊ．ｃｊｏｒｓ．２０１５０９２９０１ＳＨＡＯＴ，ＦＡＮＧＳＪ，ＦＵＳＱ，ｅｔａ１．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｓｌｏｔｉｎｃｌｉｎｅａｎｇｌｅｏｆｗａｖｅｇｕｉｄｅｎａｒｒｏｗｗａｌｌｓｌｏｔａｎｔｅｎｎａ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅｊｏｕｒｎａｌｏｆｒａｄｉｏｓｃｉｅｎｃｅ，２０１７，３３（１）：２１—２６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．ＤＯＩ：１０．１３４４３／ｊ．ｃｊｏｒｓ．２０１５０９２９０１一种波导窄边裂缝天线缝隙倾角的改进方法邵特房少军傅世强王钟葆（大连海事大学信息科学技术学院，大连１１６０２６）摘要为减小波导窄边裂缝天线缝隙闽互耦对天线性能的影响，实现低副瓣的设计，提出了一种倾角波动分布的设计方法．天线电流分布选用泰勒分布，利用ＨＦＳＳ软件确定缝隙倾角初值，在此基础上得到波动分布的倾斜角度，并通过遗传算法对缝隙倾角进行优化．使用Ｍａｔｌａｂ与ＨＦＳＳ软件联合仿真，省略了建模、设置参数等大量操作，提高了设计效率．基于此，设计了一款长度为１．２ｍ的Ｘ波段波导窄边裂缝天线，仿真发现副瓣电平比传统设计方法低２．１７ｄＢ，加工了天线实物并进行了测试，天线实测增益和副瓣电平分别为２０．９ｄＢｉ和一２８．７ｄＢ，验证了方法的有效性．关键词互耦；倾角波动分布；遗传算法；联合仿真中图分类号ＴＮ８２３．２４文献标志码Ａ文章编号１００５—０３８８（２０１８）０１—００２１－０６ＤｏＩ１０．１３４４３／ｊ．ｃｊｏｒｓ．２０１５０９２９０１ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｓｌｏｔｉｎｃｌｉｎｅａｎｇｌｅｏｆｗａｖｅｇｕｉｄｅｎａｒｒｏｗｗａｌｌｓｌｏｔａｎｔｅｎｎａＳＨＡＯＴｅＦＡＮＧＳｈａｏｊａｎＦＵＳｈｉｑｉａｎｇＷＡＮＧＺｈｏｎｇｂａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＤａｌｉａｎＬｉａｏｎｉｎｇ１１６０２６，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍｕｔｕａｌｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｌｏｔｓｏｆｗａｖｅｇｕｉｄｅｎａｒｒｏｗｗａｌｌｓｌｏｔａｎｔｅｎｎａａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗｓｉｄｅｌｏｂｅｌｅｖｅｌ，ａｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｗａｖｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎ—ｃｌｉｎｅｄａｎｇｌｅｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅＴａｙｌｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｎｔｅｎｎａ，ｔｈｅｉｎ—ｉｔｉａｌｉｎｃｌｉｎｅｄａｎｇｌｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅＨＦＳＳ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈｔｈｅｗａｖｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｃｌｉｎｅｄａｎｇｌｅｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎｃｌｉｎｅｄａｎｇｌｅｓａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ．ＴｈｅＣＯ—ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭａｔｌａｂａｎｄＨＦＳＳｉｓａｄｏｐｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｏｍｉｔｓａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｃｒｅａｔｉｎｇｍｏｄｅｌｓａｎｄｓｅｔｔｉｎｇｕｐｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｕｓｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｉｓｃｌｅａｒｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄ，ａ１．２ｍｅｔｅｒｓｌｏｎｇｗａｖｅｇｕｉｄｅｎａｒｒｏｗｗａｌｌｓｌｏｔａｎｔｅｎｎａｏｐｅｒａｔｉｎｇａｔＸｂａｎｄｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｓｉｄｅｌｏｂｅｌｅｖｅｌｉｓ２．１７ｄＢｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｎｔｅｎｎａｉｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａｎｄｔｅｓｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｅｄｇａｉｎａｎｄｓｉｄｅｌｏｂｅｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅａｎｔｅｎｎａａｒｅ２０．９ｄＢｉａｎｄ一２８．７ｄＢｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｗｈｉｃｈｉＳｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｍｕｔｕａｌｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｗａｖｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｃｌｉｎｅｄａｎｇｌｅｓ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＣＯ—ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ收稿日期：２０１５－０９—２９资助项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．６１４０１０５６，Ｎｏ．６１５７１０７５）；辽宁省博士启动基金（Ｎｏ．２０１４１１０３）；中央高校基本科研业务费专项资金（Ｎｏ．３１３２０１５２１２）联系人：房少军Ｅ—ｍａｉｌ：ｆａｎｇｓｈｊ＠ｄｌｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ万方数据

波导缝隙天线的设计仿真

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/021995522.html, 波导缝隙天线的设计仿真作者：蒋德富刘健来源：《现代电子技术》2013年第20期摘要：电磁仿真软件HFSS以其高精度，高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用。但对于复杂天线的模型，其没有很好的方法简化建模操作，需要花费大量的设计时间。将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口，利用Matlab调用控制HFSS，从而协同HFSS 建立模型，达到快速建模的目的。提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法，设计一个波导缝隙阵天线，运用Matlab协同HFSS建立天线模型，并进行仿真分析。结果验证了天线设计方法的准确性，以及运用Matlab调用HFSS建模的可行性。关键词： HFSS； Matlab；波导缝隙天线；协同仿真中图分类号： TN823.24?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013） 20?0014?03 波导缝隙阵列天线口径幅度易于控制，具有辐射效率高，方向性强，结构紧凑等特点，而且容易实现低副瓣乃至极低副瓣，因此在雷达和通信领域有着广泛的应用。高频仿真软件HFSS在电磁仿真领域有着广泛的应用，有着高仿真精度、高稳定性的特点。使用HFSS的3D 建模功能，可以很容易解决简单的模型创建问题，但是对于复杂天线结构模型的建立，没有特别有效的方法，使得建模过程十分繁琐耗时，而且容易出错。利用HFSS提供的VBScript脚本功能，可以对软件进行二次开发，以VBScript作为接口，利用Matlab调用HFSS协同建模仿真，可以简化模型建立的操作，节约设计时间。本文提出了一套波导缝隙天线的快速建模方法，设计了一个波导宽边裂缝阵列天线。并以此波导缝隙天线为例，应用Matlab协同HFSS建立模型仿真，对仿真结果进行了分析。 1 基本理论波导缝隙天线是在波导宽壁或窄壁上开缝的天线，波导中传输的电磁波可以通过缝隙向外界进行辐射。通常有宽边偏置缝、宽边倾斜缝、窄边倾斜缝隙这几种开缝形式。根据波导终端的形式不同，波导缝隙阵天线可以分为行波阵和驻波阵。行波阵的波导终端接吸收负载，单元间距稍大或稍小于[λg2]，驻波阵在距离终端[λg4]处接短路滑块，单元间距均为[λg2]，本文设计的就是一个波导驻波阵天线。 1.1 波导缝隙天线理论分析波导上的辐射缝隙向外界辐射能量，引起波导负载的变化，应用传输线理论分析波导的工作状态比较方便，将相应的缝隙等效成与传输线串联的阻抗或并联的导纳，再建立对应的等效电路模型，进而可以求出各个缝隙的等效阻抗或导纳。 Stevenson等效电路法，就是根据传输

波导缝隙天线的设计仿真方案详细教程

波导缝隙天线的设计仿真方案详细教程 1. 引言波导缝隙阵列天线口径幅度易于控制，具有辐射效率高，方向性强，结构紧凑等特点，而且容易实现低副瓣乃至极低副瓣，因此在雷达和通信领域有着广泛的应用。高频仿真软件HFSS在电磁仿真领域有着广泛的应用，有着高仿真精度、高稳定性的特点。使用HFSS 的3D建模功能，可以很容易解决简单的模型创建问题，但是对于复杂天线结构模型的建立，没有特别有效的方法，使得建模过程十分繁琐耗时，而且容易出错。利用HFSS 提供的VBScript脚本功能，可以对软件进行二次开发，以VBScript作为接口，利用Matlab调用HFSS协同建模仿真，可以简化模型建立的操作，节约设计时间。本文提出了一套波导缝隙天线的快速建模方法，设计了一个波导宽边裂缝阵列天线。并以此波导缝隙天线为例，应用Matlab协同HFSS建立模型仿真，对仿真结果进行了分析。 2.基本理论波导缝隙天线是在波导宽壁或窄壁上开缝的天线，波导中传输的电磁波可以通过缝隙向外界进行辐射。通常有宽边偏置缝、宽边倾斜缝、窄边倾斜缝隙这几种开缝形式。根据波导终端的形式不同，波导缝隙阵天线可以分为行波阵和驻波阵。行波阵的波导终端接吸收负载，单元间距稍大或稍小于g /2 ，驻波阵在距离终端g /4 处接短路滑块，单元间距均为g /2 ，本文设计的就是一个波导驻波阵天线。 2.1 波导缝隙天线理论分析波导上的辐射缝隙向外界辐射能量，引起波导负载的变化，应用传输线理论分析波导的工作状态比较方便，将相应的缝隙等效成与传输线串联的阻抗或并联的导纳，再建立对应的等效电路模型，进而可以求出各个缝隙的等效阻抗或导纳。Stevenson 等效电路法，就是根据传输线理论和波导模的格林函数导出矩形波导缝隙的计算公式。图1所示为波导宽边纵向偏置缝隙及其等效电路。归一化等效谐振电导为：

【总结】波导缝隙阵带宽总结

波导缝隙阵带宽总结一，改善波导缝隙天线带宽的方法：波导裂缝阵列天线具有较高的功率容量、较低的交叉极化、较低的馈电损耗以及较高的效率等优点而被广泛应用于雷达和通信领域。波导缝隙天线虽然有很多优点，但是其也有固有的缺点，即工作频带很窄，相对带宽一般在1%-4%之间。但是随着需求的发展，目前一些应用对波导缝隙天线的带宽也提出了要求，例如高分辨率合成孔径雷达，同时在这些应用中对交叉极化抑制的要求也很高，因此对宽带和低交叉极化的波导缝隙阵的研究是具有非常现实的意义的。波导缝隙天线阵包括两种，行波阵和谐振阵。前者波导辐射缝隙间距偏离半个波导波长，一端激励一端接匹配负载，电磁波在波导内成行波状态，通常应用与大型天线阵中。后者单元间距为半个波导波长，一端激励一端在离最后一个辐射缝隙四分之一波导波长处短路，波导内电磁波呈驻波状态，这种阵一般应用于小型阵列。前者频带宽些，但在大型阵中由于波导传输损耗及终端负载的吸收，效率较低。后者一般效率高些，但是带宽窄些。总之，工作频带都较窄。早期人们采用串-并联缝隙，倾斜偏置缝或分别匹配每个缝隙的方法来展宽带宽，但是采用串-并联缝隙或倾斜偏置缝将带来另一计划分量增加的问题，而匹配每个缝隙对于天线阵设计来说是比较困难的事情。目前，常用的改善波导缝隙天线带宽的方法有三种：１将天线分成若干个子阵；２采用中间馈电的馈电方式；3用脊波导代替矩形波导。二，具体实例（1）对于波导窄边开斜缝天线阵，由于缝隙倾斜引起较高的交叉极化电平。窄边非倾斜缝辐射单元形式。由于辐射电磁波的电场分量垂直于辐射细缝，而此种

辐射缝隙完全垂直于波导的轴线，排除了单元在垂直于波导纵向的电场分量，因此辐射电磁波只包含波导轴向分量，从而得到优越的交叉极化特性。所以用非倾斜缝隙作为辐射单元组成的天线将得到非常高的交叉极化抑制性能。本文提出一种非倾斜缝的新型激励方式，将一对切角矩形金属膜片置于缝隙两边，膜片紧贴于波导的宽边和上部窄边上，这种结构有利于天线阵的制作和增加可靠性。设计加工了一个x波段的16元侧射均匀直线阵，为了有效展宽工作带宽，将天线阵划分成4个谐振子阵，并由一个波导功分器馈电。测试结果验证了设计的可行性。图1 波导窄边非倾斜缝结构波导窄边的电流只有y分量，当在窄边沿y向开非倾斜细缝时，其切割的电流几乎忽略不计，在缝隙内不能激励起电磁场，因此对空间不能产生辐射。为了改变这一状况，此处采用一对切角矩形金属膜片置于缝隙两边(如图l所示)，改变缝隙附近波导内的场分布，从而使波导窄壁上电流具有z分量，这样非倾斜缝就可以有效切割电流，在缝隙内激励起电磁场，进而向空间产生辐射。由于波导窄边尺寸较小，为了得到谐振长度，缝隙需要扩展到波导的宽边，切割到宽边的深度为h。为了改善因单元数较多限制天线阵工作带宽的因素，将天线阵分成4个子阵，并由一个波导功分器馈电。功分器如图2所示

一种X波段波导缝隙天线的设计与仿真

一种X波段波导缝隙天线的设计与仿真作者：李高升,卢中昊,刘锋,何建国来源：《现代电子技术》2010年第21期摘要:给出了波导缝隙天线设计步骤,设计一种X波段波导缝隙天线,计算了天线口径、波导数量、缝隙的单元数量、宽度、位置等参数,设计半高波导宽臂耦合谐振缝魔T和差器,在此基础上完成了天线设计。仿真结果表明,当中心频率为12 GHz时,和波束增益为28.9 dB,第一副瓣电平为-22.2 dB,所设计的天线形式可获得较好的和、差波束方向图、电压驻波比和增益等参数。关键词:波导缝隙天线; 低副瓣; 辐射缝隙; 和差器中图分类号:TN957.2-34文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)21-0005-04 Design and Simulation of Waveguide Aperture Antenna Working in X-band LI Gao-sheng, LU Zhong-hao, LIU Feng, HE Jian-guo (College of Electronic Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China) Abstract: The procedures for designing a waveguide aperture antenna are presented. A waveguide aperture antenna working in X-band is designed. The aperture of antenna, number of waveguide, and parameters of aperture including number, width and location are calculated. A wide-arm coupling resonant aperture magic T comparator with half-height waveguide is designed, based on which the design of the antenna is finished. Simulation results indicate that gain of the sum beam is 28.9 dB and the first side lobe is -22.2 dB at 12 GHz. The antenna can attain good parameters such as sum and subtract pattern, voltage stand wave ratio and gain. Keywords: waveguide aperture antenna; low side lobe; radiation slot; comparator 0 引言随着信息化水平的提高和无线电技术的发展,对高效率、低副瓣天线的需求日渐强烈,特别是弹载、机载搜索和跟踪天线,由于早年常用的抛物面天线固有的口径遮挡,难以在这两方面有大幅度提高,不能满足日益增长的需求。波导缝隙天线在设计方面具有较大的灵活性,可调整和优化的参数多,较易实现高效率、超低副瓣和高增益,还具有承受功率高,结构紧凑等优点,得到了广泛的研究和应用[1-2]。

波导裂缝天线单元的制造技术研究

波导裂缝天线单元的制造技术研究江海东1,2 (1.南京航空航天大学,江苏南京210016; 2.华东电子工程研究所,安徽合肥230031) 摘要:波导的精度和裂缝的加工对天线单元的制造非常关键。从波导整形、裂缝加工等方面重点考虑,阐述了波导裂缝天线单元的制造技术。关键词:波导裂缝;整形;温度补偿;检测中图分类号:TN82文献标识码:A文章编号:1001-3474(2008)06-0361-04 A Research on M anufact uring Technology of t he Slotte d W aveguide Antenna Unit JI ANG Ha i-dong1,2 (1.N anji n g Universit y of A eronautics and A stronautics,Nanji n g210016,China; 2.East Chi n a R esearch Instit ut e of E lectronic Engineering,Hefe i230031,China) Abst ract:W avegu i d e prec ision and sl o t pr ocessi n g are very i m portant to the m anufact u ring of the an-tenna uni.t Th is paper describes so m e key m anufact u ring techno log ies of the sl o tted w avegu i d e antenna u-n i,t such as w avegu i d e shap i n g and slot processing. K ey w ords:S l o tted w avegu i d e;Shap i n g;T e m perat u re co m pensation;Detecti o n Docu m ent Code:A A rticle ID:1001-3474(2008)06-0361-04 雷达在第二次世界大战中得到迅速发展,为适应战争需要,交战各方研制出从米波到微波的各种雷达装备。天线是雷达不可或缺的重要组成部分,天线的出现要比雷达早约半世纪。根据目前雷达天线形状的不同,主要有反射面天线、平面阵列天线、喇叭天线三种形式。平面阵列天线能实现波束全空域快速扫描,具有多目标检测、跟踪、自适应、天线波束控制灵活等优点。1940年以来,矩形波导裂缝阵列天线已开始出现于地面和机载雷达系统中,由于波导裂缝阵列天线拥有结构紧凑、质量轻、成本低的优势,所以它获得了极为广泛的应用。波导裂缝阵列天线是指在波导宽壁或窄壁上开有裂缝的天线。根据裂缝形式和位置的不同,常用的波导裂缝阵列天线单元有波导宽边偏置缝、波导宽边倾斜逢、波导窄边倾斜缝3种,如图1所示。某雷达的平面阵列天线是由波导裂缝天线单元组成的天线阵面,采用窄边倾斜缝结构。该波导裂缝阵列由若干根矩形波导裂缝天线单元组成,如图2所示。整个波导阵列组成一个5m@2m的天线阵面,该天线阵面的均方根误差要求小于0.5mm,为保证天线阵面的平面度,必须控制天线单元安装背架和波导裂缝天线单元等相关制件的精度,波导裂缝天线单元的精度是天线加工中的关键技术 1结构特点分析单个波导裂缝天线单元的波导选用B J32,其窄边上分布若干数量裂缝,其深度D?0.04mm,宽度B?0.03mm,波导管壁上的裂缝位置S?0.05mm,长度约5m,为保证天线阵面的平面度要求,波导直线度误差要求不大于0.3mm/5m,如图3所示。其结构特点如下:(1)材料为铝合金;(2)空心作者简介:江海东(1976-),男,主要从事雷达产品机械工艺设计及工艺总体研究工作。361 第29卷第6期2008年11月电子工艺技术 E lectron ics P rocess T echno l ogy

波导裂缝阵列天线的结构设计

波导裂缝阵列天线的结构设计张雪芹 (西安电子工程研究所　西安　710100) 【摘要】　简述了常规波导裂缝阵列天线的结构设计方法,同时以某些天线为例强调了结构设计时主要考虑的几个因素。关键词:波导裂缝阵列　框架　基准 Structural Design of Slotted Waveguide Array Antenna Zhang Xueqin (X i'an Electronic Engineering Resear ch Institute,X i'an710100) Abstract:This paper briefs the str uctural desig n of comm on slotted w aveg uide array antenna and presents several key factors w hich should be co nsidered during structur al design of this antenna. Keywords:slotted w aveguide array　frame　reference 1　引言随着现代雷达技术的发展,波导裂缝阵列天线已被广泛应用于多种形式的雷达上。我所已有多个雷达产品采用裂缝阵列天线,鉴于波导裂缝阵列天线的特点,对其天线的结构设计提出了较高的要求。波导裂缝阵列天线结构设计的合理与否,不仅影响该天线的加工工艺性以及天线的加工制造成本,更重要的是影响天线的电气性能。在此,以某些裂缝天线为例,对该种天线的设计方法做一简要的总结。 2　波导裂缝阵列天线的常规结构布局及组成波导裂缝阵列天线从结构上可分为两大部分:第一部分为馈电网络部分,它主要包括功分器、移相器、裂缝波导等;第二部分为天线框架部分。其结构布局如图1。第一部分是实现电磁波的收发功能,第二部分为第一部分的载体,其功能为支撑第一部分并安装与其有关的装置,如激励器等。 3　常规结构设计要求 a.外形几何尺寸:天线的外形主要取决于天线电气的要求及雷达总体要求,与天线的增益、功率和雷达总体架设、运输等因素有关。本文于2000年9月10日收到 57