基于HFSS的波導(dǎo)裂縫天線有源導(dǎo)納的計(jì)算方法

波導(dǎo)裂縫天線具有結(jié)構(gòu)緊湊 機(jī)械強(qiáng)度好、饋電損耗小 輻射效率高等優(yōu)點(diǎn) 因此在通信和雷達(dá)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
        波導(dǎo)裂縫天線的設(shè)計(jì)步驟通常是根據(jù)需要選擇天線尺寸 裂縫形式 天線的口面分布以及饋電方式 在此基礎(chǔ)上確定裂縫參數(shù)。其中非常重要的一步就是要確定輻射縫隙的導(dǎo)納值與縫隙幾何尺寸之間的關(guān)系天線的設(shè)計(jì)通常有實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論計(jì)算等方法，前者需要加工大量的不同結(jié)構(gòu)尺寸的開縫波導(dǎo)段進(jìn)行測(cè)試 擬合縫隙有源導(dǎo)納和諧振長度與結(jié)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系曲線，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢。后者主要基于 給出的一系列設(shè)計(jì)計(jì)算方法 需要復(fù)雜的理論公式進(jìn)行推導(dǎo)和編程計(jì)算，工作量大，且僅適合小型天線陣的設(shè)計(jì)。而楊繼松等人發(fā)展的方法仍然建立在理論基礎(chǔ)上求解縫隙的有源導(dǎo)納值和相應(yīng)的諧振長度給出了利用基于有限元方法的軟件提取波
導(dǎo)縫隙自導(dǎo)納的方法，但沒有進(jìn)一步給出計(jì)算有源導(dǎo)納值的方法。
        目前商業(yè)軟件HFSS的應(yīng)用已經(jīng)普及，計(jì)算機(jī)容量和速度也極大提高 完全借助軟件來設(shè)計(jì)波導(dǎo)天線陣因而成為可能。本文給出了一種根據(jù)傳輸線原理，結(jié)合仿真軟件得到的散射參數(shù)，求解處于終端短路波導(dǎo)中任意位置的輻射縫隙自導(dǎo)納值的方法，并且通過計(jì)算開多個(gè)相同縫隙的波導(dǎo)和多根相同縫隙波導(dǎo)的散射參數(shù)，以單個(gè)縫隙自導(dǎo)納為初值 利用牛頓迭代法求解線陣中和面陣中的有源導(dǎo)納值。利用Matlab所編寫的程序算出考慮線陣中互耦和面陣中互耦情況下的有源導(dǎo)納值與頻率的關(guān)系曲線，進(jìn)而得到諧振頻率。根據(jù)此方法可以求得不同縫隙尺寸的有源導(dǎo)納值，還可以很方便地一次性求得陣中，陣邊緣等位置的縫隙有源導(dǎo)納值。因此，這種方法的使用有效地提高了設(shè)計(jì)波導(dǎo)裂縫天線陣的效率。文中給出了這種方法設(shè)計(jì)的波導(dǎo)縫隙天線陣的實(shí)例，計(jì)算值與測(cè)量值相吻合，驗(yàn)證了這種方法的有效性。

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