基于软件仿真的波导窄边缝隙阵设计

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。

第 30卷第 6期2009年 11月 遥 测 遥 控Journa l of Te l em e try, Tra c k i n g an d C omm an d Vo l . 30 , №. 6 Novem b e r 2009窄边波导缝隙行波阵的低副瓣设计史永康 , 丁晓磊 , 丁克乾 , 北京 徐 磊(北京遥测技术研究所 100076 )摘 要 :运用 H F SS 对窄边波导缝隙行波阵进行仿真设计 ,提出一种切实可行的设计方法 。

在初始设计完成之后 ,调整 缝倾角和缝深 ,分别使天线口面的幅度和相位分布逼近设计值 ,经过几次循环 ,最终得到了某 Ku 频段阵列仿真副瓣低于 - 3815 d B 、实测副瓣低于 - 3515 d B 的结果 。

关键词 :窄边波导缝隙阵 ; 行波阵 ; 低副瓣中图分类号 : TN821 文献标识码 : A 文章编号 : C N11 21780 ( 2009) 0620021 204前 言随着雷达抗干扰要求的提高 ,越来越需要低或超低副瓣天线。

波导缝隙阵天线具有口面分布便于控 制的优点 ,易于满足天线低副瓣的要求 ,因此 ,广泛应用于雷达 、通讯等领域。

自从 1948年 Steven s on 导出波导窄边倾斜缝隙的归一化谐振电导公式以来 ,这方面理论分析工作从 未间断 [ 1～5 ] ,但一直没有一个完美的解决方法。

本文借助 H FSS 的有限元电磁数值计算方法进行计算机 辅助设计 ,计算精度满足工程需要。

窄边波导缝隙阵天线设计中的主要问题是 ,如何设计各缝隙尺寸来实现所选定的口径分布 。

由于窄 边波导缝隙阵中缝隙之间存在很强的外部互耦 ,因此阵列环境在设计过程中必须予以考虑。

传统设计 [ 6 ] 通过“缝隙电导函数 ”来计入单元间的互耦 ,这种设计方法脱离实际阵列环境 ,对于边缘效应考虑得不够充分 ,但可以作为初始设计。

初始设计完成之后 ,对整阵仿真 ,进行修正设计 ,使各单元幅度、相位逼近理论口径分布 。

基于CST的串馈强耦合式波导窄边缝隙平面阵列天线与设计波导窄边缝隙平面阵列天线以其优越的性能已成为各种飞行器雷达天线的首选形式。

此类天线主要包括辐射波导和耦合馈电波导两部分。

设计辐射波导,传统的方法是通过实验来确定不同倾角和不同切口深度的缝隙对应的电导数据。

这需要加工多根试验件来进行测试,每个试验件对应不同的角度和深度。

其最大的不足就是工作效率较低,设计精度不高。

而耦合馈电波导的设计,一般采用“串联馈电”的形式。

传统方法中,耦合馈电波导的设计也采用窄边缝隙的形式,每个耦合缝隙对辐射波导均为“弱耦合”。

但是实际的应用中,受体积、重量因素的限制,辐射波导的数目不可能太多,这种“弱耦合”的馈电方式将严重影响到馈电的效率。

针对以上两个问题：1)本文在传统实验法的基础上,结合现代电磁计算软件(CSTMicrowave Studio),提出计算机辅助设计的方法。

这种方法可以大大提高设计精度和工作效率,节约设计成本。

2)采用串联E-T分支的“强耦合”馈电方式。

从而兼顾馈电效率和天线体积、重量的要求。

另外,本文以西安恒达微波技术开发公司研制的“XXX低空目标指示雷达天线系统”发射部分为例,通过仿真计算、实际加工、测试,对上述方法进行验证。

实验表明,以上方法有效、可行。

同主题文章[1].李知新,任朗. 矩形波导窄边缝隙分析方法述评' [J]. 电波科学学报. 1999.(02)[2].夏克金,杨弃疾. 波导窄边缝隙天线的精确数值分析' [J]. 电子学报. 1991.(06)[3].李知新. 波导窄边缝隙阵天线的缝隙导纳的简易测量方法' [J]. 电子与信息学报. 1985.(03)[4].葛悦禾. 频扫低副瓣波导窄边缝隙平面阵列天线的研究' [J]. 雷达与对抗. 1997.(02)[5].郑雪飞. 波导窄边缝隙天线频带特性分析' [J]. 现代雷达. 2005.(06)[6].朱丽,贾铂奇,龚文斌,杨根庆. 通道响应失配对星载平面阵列多波束天线波束成形的影响' [J]. 无线通信技术. 2007.(01)[7].郎建国. 接收卫星广播的一种自动跟踪平面阵列天线' [J]. 电视工程. 1997.(03)[8].陈述泉. 毫米波平面阵列天线' [J]. 电讯技术. 1983.(04)[9].王珊,曾刚,阮成礼. 平面阵列天线轴线能量的慢衰减特性' [J]. 微波学报. 2006.(06)[10].谭贵红. 机动型雷达平面阵列天线的结构设计' [J]. 雷达科学与技术. 2001.(03)【关键词相关文档搜索】：信号与信息处理; 波导窄边缝隙阵列天线; 串联馈电; CST Microwave Studio【作者相关信息搜索】：西北大学;信号与信息处理;高宝建;任宇辉;。

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：。

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。

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 n0.33 0.29 0.39 0.50.62 0.73 0.83 0.91 0.971.0根据电平分布进行归一化：∑==101212n naK短路波端口g λ41g λ21L可以得到K=0.100598。

由下式可以得到各个缝隙的导纳值:gn=Ka2n 各个缝隙的导纳如下：g_1=0.010955，g_2=0.00846 g_3=0.0153，g_4=0.0265 g_5=0.03867，g_6=0.0536 g_7=0.0693，g_8=0.0833 g_9=0.09465，g_10=0.100598选用WR-9型波导，其波导尺寸为：宽边a=22.86mm ，窄边b=10.16mm 。

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:短路波端口设计一个由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 n0.33 0.29 0.39 0.50.62 0.73 0.83 0.91 0.971.0根据电平分布进行归一化：∑==101212n naK可以得到K=0。

100598.由下式可以得到各个缝隙的导纳值：gn=Ka2n 各个缝隙的导纳如下:g_1=0。

010955,g_2=0。

00846 g_3=0.0153,g_4=0。

0265 g_5=0。

03867，g_6=0.0536 g_7=0.0693，g_8=0。

cst 波导缝隙
CST（电磁场仿真软件）是一款广泛应用的电磁仿真工具，可用于模拟和分析电磁波在各种不同材料和结构中的传播和散射行为。

波导缝隙是CST中一个常见的仿真对象，通常用于研究电磁波在波导结构中的传输特性以及波导缝隙的辐射特性。

在CST中建立波导缝隙模型的基本步骤如下：
1. 创建波导模型：首先需要在CST中创建一个波导模型，这通常涉及到定义波导的几何形状、材料属性以及工作频率等参数。

2. 创建缝隙模型：在波导模型的基础上，需要定义缝隙的位置和尺寸。

这可以通过在波导壁上开槽或者插入一块小的金属片来实现。

3. 设置激励源和边界条件：根据需要，可以在波导的一端设置激励源，如电压源或电流源，同时在波导的另一端设置适当的边界条件，如开路或短路。

4. 运行仿真：设置好模型和边界条件后，可以运行仿真来计算电磁波在波导中的传播以及通过缝隙的辐射特性。

5. 结果分析：仿真完成后，可以通过CST的后处理功能来分析结果，如绘制场强分布、计算辐射方向图等。

需要注意的是，CST是一款功能强大的仿真软件，但也需要一定的专业知识和经验才能熟练掌握。

在进行电磁仿真时，还需要注意模型的精度、网格剖分、边界条件的设置等因素，以确保结果的准确性和可靠性。

2006年用户年会论文用Ansys Feko对波导缝隙阵天线的设计与仿真顾俊梁子长目标与环境电磁散射国防科技重点实验室航天科技集团公司八院八0二所上海200438[摘要] 本文叙述了波导缝隙阵天线的主要设计过程。

借助Ansys的高级电磁仿真软件FEKO 对天线进行了设计和仿真计算，并与实测数据进行了比较，仿真结果与实际结果吻合,结果说明了该方法的有效性及FEKO软件的高效、准确性。

[关键词] Ansys、Feko、波导缝隙阵、设计与仿真The Design and Simulation of Slot Array AntennaUsing Ansys FekoGu Jun LIANG Zi-chang(China Astronautics Science And Technology Group，No.802 Research Institute of Shanghai Academy of Spaceflight Technology ,Shanghai200438,China ) [Abstract]This paper introduces the main design procedure of slot array. Antenna are designed and simulated by dint of advance electromagnetic FEKO software of Ansys company, the calculated results are consistent with the result from measured data, which assure validity of the method, high effectivity and accuracy of FEKO.[Keyword] Ansys、Feko、slot array、design and simulation1前言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。

波导窄边斜缝行波阵列天线设计陈晓鹏;陈文俊;石磊【摘要】Theoretical computation and software simulation are combinedto design waveguide narrow-side inclined slot non-resonant array antenna quickly. The electromagnetic simulation software HFSS is used to simulate the experimentation for getting the slot conductance function. After the initial design,the inclination angles and depth of the slots are adjusted to make actinal surface amplitude of the antenna approach the design value according to the difference got by comparing the simulated field dis-tribution with the theoretical distribution. A non-resonant linear array antenna with 47 array elements was designed. Another slot array was placed symmetrically to restrain the cross polarization. The simulated max side lobe is -24.8 dB while Taylor compre-hensive side lobe is -30 dB. The HPBW is 2.2° and the gain is 24.6 dB.%为了快速设计波导窄边斜缝行波阵列天线，采用理论计算结合软件仿真的方法。

矩形波导窄边开缝线阵天线设计方法波导开缝天线阵结构紧凑、体积小、重量轻,波导窄边开缝天线阵易于实现低副瓣乃至超低副瓣方向性图,受到越来越多的工程应用重视,在许多需要窄波束或赋形波束的微波通信和雷达系统中获得了应用。

波导开缝天线由于受理论计算和加工精度等因素的影响,在设计上比较复杂,尤其是低副瓣和赋形波束的天线阵设计。

本课题根据方向性图的要求进行天线阵设计,是一个典型的天线综合问题,在设计上没有运用传统的天线综合方法,直接从工程实践经验入手,假定出线阵馈电电流的幅相分布,通过计算验证逼近所要求的方向性图。

实践经验来源于天线综合方法理论的指导。

本文提出的设计方法是根据锐截止方向性图的设计要求,对矩形波导开缝特性和波导开缝天线设计要求进行了分析,提出线阵馈电电流幅相分布假设,通过计算验证,确定开缝数据。

本设计方法绕开根据方向性图形状来设计天线的复杂理论计算,利用天线口径场分布与其方向性之间的傅立叶变换关系,在工程经验的基础上,假定开缝阵元的电流振幅分布为钟形下降波浪衰减式曲线,相位分布是反对称斜直线加饱和部分波浪式曲线,在此基础上利用指数函数的欧拉公式推导出波导开缝线阵的垂直方向性函数。

经过反复计算,得到一组接近设计需求的开缝数据。

通过ansoft软件对计算数据进行建模仿真,仿真结果与计算基本相符。

在推导方向性图函数时,假定开缝线阵的馈电相位以中间缝为对称,这对赋形方向性图的设计不一定准确,国外在进行相同的设计时,开缝线阵馈电就采用了不对称的振幅分布和相位分部,这样有利于提高天线的效率。

利用ansoft软件对开缝馈电的振幅和相位分布进行试探优化修正,使方向性图更接近设计要求。

最后根据仿真结果,加工了一根波导窄边开缝线阵,经过测试,方向性图基本满足设计要求。

同主题文章[1].杨超，李利. 计入阵元间互耦影响的阵列方向性图综合' [J]. 通信学报. 1996.(01)[2].袁惠仁. 地球站天线的方向性图测量' [J]. 现代雷达. 1994.(04)[3].天线馈电与馈电设备' [J]. 电子科技文摘. 2006.(03)[4].姜福林. 卫星地面站后馈式天线矩形波导腔进水分析及克服办法' [J]. 哈尔滨铁道科技. 1995.(01)[5].许福永,肖建康. 直线法分析非均匀类矩形波导的特性' [J]. 兰州大学学报(自然科学版). 2004.(06)[6].孟庆鼐. 矩形波导纵向金属膜片带通滤波器的设计方法研究' [J]. 系统工程与电子技术. 1996.(11)[7].陈明珠. 皱纹矩形波导反射特性的研讨' [J]. 光纤与电缆及其应用技术. 1988.(05)[8].曹伟,张金生. 矩形波导中电容棒的矩量法分析' [J]. 电子学报. 1993.(06)[9].王昕玮，戴星，刘祖黎，吴伟，姚凯伦. 矩形波导内介质材料对电磁波的反射与吸收' [J]. 宇航材料工艺. 1996.(06)[10].秦廷楷,李哨华. 矩形波导中激励探针电流分布的研究' [J]. 南京邮电学院学报(自然科学版). 1997.(03)【关键词相关文档搜索】：电磁场与微波技术; 天线; 矩形波导; 窄边开缝; 锐截止方向性图【作者相关信息搜索】：天津大学;电磁场与微波技术;金杰;栗秀清;。

简论一种X波段波导缝隙天线的设计与仿真的论文通信技术论文摘要: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design and simulation of waveguide aperture antenna working in x-bandli 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; comparator0 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。

毫米波低副瓣波导窄边缝隙行波阵的设计
毫米波低副瓣波导 (LPWN) 窄边缝隙行波阵是一种用于实现毫米波成像的特殊类型的天线阵列。

它能够将毫米波信号按传统低副瓣毫米波天线设计思路聚焦到一个小区域，从而降低空间互联性，提高图像质量。

因此，建立LPWN窄边缝隙行波阵的设计和优化成为当前研究热点。

LPWN窄边缝隙行波阵的设计是频率特性和空间特性之间对平衡的关键。

传统LPWN有如低副瓣方向图、低副瓣立体模范、低副瓣同种模式方向图等应用，它们的设计均以保持等频信号的混合度为基本要求，在保持最低的空间互联性的同时提高低副瓣波导的方向图及立体模式性能。

LPWN窄边缝隙行波阵的设计需要对波导提供合适的驱动功率来实现，并采用有源和无源表面航科(SS)限制进行设计。

这种空间表面结构可以通过限制天线射频电源和输出层之间的反射形成更高的能量传播效率，进而提高行波阵的各向同性，使其上的点源信号具有很好的空间特性，并具有良好的方位特性。

除了最小功忌的指标，LPWN窄边缝隙行波阵的设计也要满足其他几个指标，包括场型平均三维复合折射指数(3D RDI)、低副瓣空间复合折射指数(Space RDI)、模式包络射频因素(FPS)、模径分布和-13dB下的脉宽等指标。

此外，一种具有自动化设计能力的有限体积发射器必须用于LPWN窄边缝隙行波阵的设计过程，以满足难以实现的精确设计要求。

总之，LPWN窄边缝隙行波阵的设计是一个复杂的任务，也是一个充满挑战的任务。

此外，设计者还需要根据实际应用情况作出必要的调整，以确保其达到最佳性能。