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基于半模基片集成波导的轨道角动量模式复用天线_陈弋凌

基片集成波导天线设计

The Research of Broadband Millimeter-Wave Vivaldi Array Antenna Using SIW Technique Li Bin Dong Liang Zhao Jiao-cheng (Xi’an Electronic Engineering Research Institute, Xi’an 710100) Abstract-A compact millimeter wave Vivaldi antenna array printed on thick substrate and fed by a substrate integrated waveguide (SIW) structure was proposed in this paper. It consists of a compact SIW binary divider, which has minimize significantly the feed structure insertion losses and achieve a broadband performance in millimeter wave range, and four-elements printed Vivaldi array. The whole antenna array was designed, fabricated, and thoroughly investigated. The whole antenna and feed net were designed, fabricated on single substrate, which takes the advantages of small size, low profile, low cost and high performance etc. The simulation results show that the design is effective and right. I.I NTRODUCTION The Vivaldi array antenna with broadband capability [1] plays a increasingly important position in radar, communication and electronic counter measures (ECM) fields[2,3], which the performance and design have been making an intensive study since 1980s’. With the development of planar integrated circuits, the planar Vivaldi array antenna which is light in weight, low in cost, and intergraded easily, has attracted considerable attention in antenna design filed. The planar Vivaldi array antenna has been based on structure of microstrip[4] or stripline[5], which have been restricted at relatively low frequencies for transmission loss or complex structure. For example, Yang et al. [4] developed a Vivaldi array antenna to cover the 8~12GHz bandwidth, but it was based on the microstrip technology and demonstrated an high insertion loss (over 3.5 dB) for feeding network. Schaubert et al [5] has designed a Vivaldi array antenna with stripline-fed, which has a relatively low insertion loss, but its structure has become very complex. Substrate integrated waveguide (SIW) technology has been proposed for many years [6][7]. Due to the advantages of this technology, such as low cost, high Q-factor, low insertion loss, easy to be integrated and high density layout, SIW is widely used in many areas, for example, planar slot antenna array [8], filter [9], diplexer, hybrid coupler[10], power splitter [11]and so on. The whole SIW structure is composed by metallized via array, so it can be realized accurately by PCB or LTCC technology and can be combined seamlessly with microstrip circuit, which is well suitable for millimeter-wave integrate system design and manufacture. In this paper, a compact millimeter wave vivaldi antenna array with SIW feeding network was presented, which can achieve a broadband performance and offer several advantages over other counterparts such as relatively low insertion loss, good design tolerance and circuit size compactness at the millimeter wave (MMW) range. This antenna configuration can be easily adapted to millimeter wave applications with a conventional low-cost PCB fabrication process. The simulation results indicate that the antenna has good performance in all Ka-band. II.D ESIGN OF BROADBAND MILLIMETER WAVE VIVALDI ANTENNA ELEMENT SIW structures are fabricated on printed circuit boards, which is similar as conventional metallic waveguide structure. The metal layer on surface can be viewed as upper and lower wall of waveguide, and the two lines of metalized via can be viewed as two side-wall of waveguide. Utilizing SIW technology, a number of UWB antenna structure can be used [12]. The uniplanar tapered slot antenna also called Vivaldi antenna, which can be easily integrated with the rest of the circuits on a single substrate, has been implemented in many applications [4] since these years for its salient features such as narrow beam width, high element gain, wide bandwidth, and small transverse spacing between array elements. Therefore, it has been widely applied in the development of millimeter-wave integrated circuits and systems. A novel SIW feeding architecture based on the scheme of Vivaldi antenna is proposed and demonstrated with excellent performances in millimeter-wave ka-band. The Vivaldi antenna element is generally easier to match over a

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。

有关基片集成波导(SIW)的调研

有关基片集成波导(SIW)的调研朱志臻SA08006010 6系一．基片集成波导简介及其发展脉络基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，简称SIW)是最近几年新出现的一种新型微波传输结构，它可以较为广泛地应用于各种微波毫米波电路中。基片集成波导（SIW）具有很多优点：首先，和传统的矩形波导一样，集成波导具有较高的品质因数和很小的辐射损耗；其次，它又和微带线一样具有体积小、重量轻、容易加工和集成等优点。总之，SIW综合了矩形波导和微带线的一系列优点。 SIW的基本概念首先由吴柯教授提出。它是在多层微波集成电路中，如：低温共烧陶瓷或多层印刷电路板，通过打周期性的金属过孔从而构造的类波导结构。它的整个结构相当于内部填充了介质的矩形金属波导，所以能够用矩形普通波导实现的结构也都可以用基片集成波导来实现。其示意图如下所示：图1.SIW结构示意图随后，根据SIW的特性很多人将一些电磁场数值计算方法用于求解SIW的相关参数，比如：时域有限差分法（FDTD）、频域有限差分法（FDFD），都收到了很不错的效果，从而逐渐将SIW的整个结构特性都分析的比较清楚了。之后，人们又开始尝试将SIW应用于各个方面和各种情况，比如天线、滤波器、功分器、定向耦合器、双工器等。关于这些内容的文章有很多，工作也做了很多很多。到现在，人们尝试考虑基于SIW来研究新型的波导结构，进而实现不同的性能，达到不同的目标，比如：实现超宽带（UWB）滤波器、特殊频段的器件等。这一内容正处于新兴阶段，正在不断地发展。二．该领域最重要的文献名称、作者、出处该领域最重要的文章为：“Low cost microwave oscillator using substrate integrated waveguide cavity” 作者：Y. Cassivi，吴柯出处：IEEE MICROWA VE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS, VOL. 13, NO. 2, FEBRUARY 2003

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

hfss中文教程 182-199 圆波导喇叭天线

rf 微波|射频|仿真|通信|电子|EMC|天线|雷达|数值 ---- 专业微波工程师社区: https://www.wendangku.net/doc/392452233.html, HFSS FULL BOOK v10中文翻译版568页(原801页) (分节水印免费发布版) 微波仿真论坛 --组织翻译有史以来最全最强的 HFSS 中文教程感谢所有参与翻译,校对,整理的会员版权申明: 此翻译稿版权为微波仿真论坛(https://www.wendangku.net/doc/392452233.html,)所有. 分节版可以转载. 严禁转载568页完整版. 推荐: EDA问题集合(收藏版) 之HFSS问题收藏集合 https://www.wendangku.net/doc/392452233.html,/hfss.html Q: 分节版内容有删减吗? A:没有,只是把完整版分开按章节发布,免费下载.带水印但不影响基本阅读. Q: 完整版有什么优势? A:完整版会不断更新,修正,并加上心得注解.无水印.阅读更方便. Q: 本书结构? A: 前200页为使用介绍.接下来为实例(天线,器件,EMC,SI等).最后100页为基础综述 Q: 完整版在哪里下载? A: 微波仿真论坛( https://www.wendangku.net/doc/392452233.html,/read.php?tid=5454 ) Q: 有纸质版吗? A:有.与完整版一样,喜欢纸质版的请联系站长邮寄rfeda@https://www.wendangku.net/doc/392452233.html, 无特别需求请用电子版 Q: 还有其它翻译吗?A:有专门协助团队之翻译小组.除HFSS外,还组织了ADS,FEKO的翻译.还有正在筹划中的任务! Q: 翻译工程量有多大?A:论坛40位热心会员,120天初译,60天校对.30天整理成稿.感谢他们的付出! Q: https://www.wendangku.net/doc/392452233.html,只讨论仿真吗? A:以仿真为主.微波综合社区. 论坛正在高速发展.涉及面会越来越广! 现涉及微波|射频|仿真|通信|电子|EMC|天线|雷达|数值|高校|求职|招聘 Q: https://www.wendangku.net/doc/392452233.html,特色? A: 以技术交流为主,注重贴子质量,严禁灌水; 资料注重原创; 各个版块有专门协助团队快速解决会员问题; https://www.wendangku.net/doc/392452233.html, --- 等待你的加入 RF https://www.wendangku.net/doc/392452233.html, rf---射频(Radio Frequency)

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：

SIW(基片集成波导) 喇叭天线

一种基于SIW(基片集成波导) 技术的喇叭天线时间：2015-08-15 来源：天线设计网TAGS：SIW基片集成波导喇叭天线随着现代通讯技术的发展，市场对通讯设备的效率要求越来越高，也相应的引发了对宽通带#高传输效率的实时视频设备及数据传输设备的研究"由于市场对低频无线通信设备的广泛应用，使得低频信道越来越拥堵"人们普遍把目光集中在高频波段，同时还要求射频电路组件结构要紧凑#质量轻便"所以大频率贴片天线成为研究趋势。设计的 H 面喇叭天线，是一种电场辐射呈现喇叭天线辐射特性的孔径天线"这使得该天线具有较高方向系数"众所周知，波导结构在毫米波通信领域有着广泛的应用，它拥有诸多优点，但其缺点也非常明显，那就是尺寸结构太大#剖面太高，限制了这种天线在高性能卫星通讯系统和雷达系统中的应用"而随着基片集成波导( SIW) 技术的提出，使这个问题找到了解决的途径，即研究以基片集成波导为平台的天线"基片集成波导技术[天线设计网]就是在普通微带印制板上沿边缘开规则的金属过孔，以此来模拟波导的磁壁"应用这种技术制成的基片集成波导保留了大部分的传统波导的传输性质，同时也比传统波导尺寸更小#剖面更低和更易于平板电路的集成。设计原理天线总体分为 3 部分，在前端是由金属过孔和贴片上下金属表面共同围成的喇叭结构，与喇叭结构相连的是基片集成波导( siw) 构成的波导结构，最后用微带波导转换器进行馈电。显然，这种天线是一种微带印制板天线，所以天线尺寸会缩小。天线基板选用介电常数为10.2的 GaAs 板材，中心频率为26Ghz。天线的馈电部分采用微带线——波导转[天线设计网]换结构，这种结构的前端是常规的50欧姆微带线，50欧姆微带线之后是一段呈锥型的过渡段，其作用是将微带线结构中传输的准TEM波转化为能在波导结构中传输的TM10波。经过优化计算得到 50欧姆微带馈线的尺寸如图 1所示。

圆波导喇叭天线的仿真与组阵..

圆波导喇叭天线的仿真与组阵【摘要】：喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，其优点是结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便。CST目前是全球最大的纯电磁场仿真软件公司，提供完备的时域频域全波算法和高频算法，覆盖通信、国防、电子、电气、汽车、医疗和基础科学等领域。利用CST圆波导喇叭天线进行仿真与组阵，可以让我们更有效、方便地了解喇叭天线，对其特性作出判断。关键词：CST；喇叭天线；仿真；组阵引言：传统的天线设计方法总是由设计师根据天线的分析理论以及自己的经验通过编程进行数值计算的方法来确定天线的各参数，由于一般的书本理论均建立在近似分析的基础上，故设计初只能得到计算理论上的模型，而后根据实际实验进一步调整设计，这样做不仅花费了大量的时间和精力，而且费用昂贵。因此随着计算机技术的发展，采用现代计算机为基础的电磁场数值仿真、优化分析方法必将成为设计师的首要选择。可求解任意三维射频器件的电磁场分布，可直接得到特征阻抗、传播系数、S参数、辐射场、天线方向图等结果。自适应网格抛分技术、快速扫频、全波spice技术以及大矩阵快速压缩算法技术的应用大大提高了求解精度和速度。一、圆波导喇叭天线介绍喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的，由于波导开口面的逐渐扩大，改善了波导与自由空间的匹配，使得波导中的反射系数小，即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去，反射的能量很小。喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，其优点是结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便，方向图也比较简单而容易控制，一般作为中等方向性天线。频带宽、副瓣低和效率高的抛物反射面喇叭天线常用于微波中继通信。合理的选择喇叭尺寸，可以取得良好的辐射特性：相当尖锐的主瓣，较小副瓣和较高的增益。因此喇叭天线在军事和民用上应用都非常广泛，是一种常见的测试用天线。

实验八-波导缝隙阵天线的设计与仿真

基于基片集成波导技术的高增益天线研究

-10 dB after the antenna adopts a stepped transition structure. The main lobe of the antenna's radiation pattern changes between 22.2-37°, and the frequency band of gain is more than 12 dBi, and the dimension in the polarization direction is about 0.35λL. (5) A SIW high gain directional antenna loaded with a parabolic cylinder is proposed. The reflectance of this antenna is basically less than -10 dB in the 26.5-41.5 GHz. The gain of antenna in working frequency band is above 12 dBi, the maximum gain is 19 dBi. The width of the 3 dB main lobe of the E plane pattern is between 35- 47°, and the main lobe width of the H surface pattern is 2.8-5°. The size of the antenna is 150 mm×83.3 mm×4 mm, and the size of the antenna in the polarization direction is 0.35λL. (6) A SIW high-gain directional antenna with a parabolic cylinder surface and hyperbolic cylinder surface is proposed. The reflectance of this antenna is basically less than -10 dB in the 26.3-41.8 GHz. The gain of antenna in working frequency band is above 12 dBi, the maximum gain is 16.5 dBi. The width of the 3 dB main lobe of the E plane pattern is between 31-51.6°, and the main lobe width of the H surface pattern is 2-3°. The size of the antenna is 190 mm×63 mm×4 mm. The antennas are modeled, simulated and optimized by CST Microwave Studio? electromagnetic simulation software. The results of the test show that the experimental results of the above antennas are in good agreement with the simulation results. In addition, this paper also elaborates the design process of antenna in detail, and explains the working mechanism of antenna. The antennas designed in this paper have the characteristics of broadband, low profile and high gain, and has great practical engineering application value. Keywords: broadband antenna, substrate integrated waveguide, dielectric rod, H plane sectorial horn, printed plane antenna

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]。

波导缝隙天线的设计仿真

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/392452233.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