【正文】 子）上的磁場分布(即電流分布)完全一樣。根據電磁場的對偶性可知，理想縫隙所輻射的電磁場與互補振子產生的電磁場具有相同的結構，只是振子的電場矢量對應于縫隙的磁場矢量，振子的磁場矢量對應于縫隙的電場矢量而已。因此。縫隙在yz平面內的方向圖為8字形,而在xy平面內的方向圖為圓形。理想縫隙的輸入阻抗與互補振子的輸入阻抗之積為z0/4，z0為周圍媒質的波阻抗。對于有限導體平面或曲面上的實際縫隙，只要導體面尺寸比波長大得多，特別是縫隙窄邊方向的尺寸較大，曲率較小，則其基本特性便近似于理想縫隙。分類：利用多個縫隙可構成縫隙陣?？p隙陣有兩類：諧振陣和非諧振陣。諧振陣中各縫隙是同相激勵的；非諧振陣中各縫隙有一定相位差，因而其最大輻射方向不是在陣的法線方向，而是與法線成一角度。非諧振陣的優(yōu)點是頻帶較寬?？p隙天線一般用于微波波段的雷達、導航、電子對抗和通信等設備中，并因能制成共形結構而特別適宜于用在高速飛行器上。中國第一顆人造衛(wèi)星就使用了縫隙天線。60年代以來，波導縫隙陣天線（包括形成相位掃描或頻率掃描的面陣），因易于控制各縫隙的激勵以得到特定的口徑場分布，結構簡便，已獲得迅速的發(fā)展和應用。超低副瓣天線（副瓣電平低于－40分貝）就是在60年代后期用波導縫隙陣首先實現的。七、超寬帶超寬帶的定義：規(guī)定天線的輻射功率從峰值下降到10dB相對帶寬超過20%（相對帶寬的計算公式為bw=2fHfLfH+fL）。后來FCC又將此帶寬值修改為500MHz。超寬帶天線的設計要求：(a)阻抗要求天線輸入阻抗必須具有超寬帶特性，即在工作信號的主要頻帶上保持阻抗的一致性，才可以保證信號能量有效地輻射出去，不引起信號特性的改變或降低。同時，必須觖天線終端不連續(xù)性引起的振鈴現象（超寬帶槽天線的過孔不連續(xù)性），要求天線特性阻抗沿天線縱向連續(xù)變化過渡，其上的電流為行波分布，所以，大多數起寬帶天線常常作阻抗加載處理，因而天線效率降低。(b)相位中心要求天線的相位中心具有超寬帶不變特性，即天線的相位中心在工作信號能量分布的主要頻帶上保持一致。對于脈沖輻血壓場的空間分布，不僅有幅度的要求，而且要求在空間一定的區(qū)域內脈沖輻射場的波形不發(fā)生嚴重畸變。傳統意義上的寬帶天線，如對數周期天線、螺旋天線等輻射場的幅度空間分布滿足寬帶要求，但是輻射場的相位空間分布不滿足寬帶要求，即其相位中心在該頻段內變化較大，所以不能作為超寬帶信號的輻射器應用。(c)最大輻射方向要求為了保證超寬帶信號的保真性，天線的最大輻射方向不能變化，否則波形保真不能滿足。(d)天線增益要求當天線收發(fā)雙工時，收發(fā)天線的合成傳輸函數應當保持常數，這樣要求天線增益G(w)正比于w，或者表示為G(l)=G0l即在工作頻帶內，天線增益應與頻率成正比或與波長成反比。八、開路線/短路線技術傳輸線中的開路、短路距負載z向負載方向看去的傳輸線上的阻抗為： Zi(z)=Z0Rr+jZ01tanbli01rZ+jRtanbli(a)終端短路負載阻抗ZL=0,Г=1時，距負載Z處向負載方向看去，傳輸線上的電壓、電流及阻抗的分布為： U(Z)=j2Ulsinβz I(Z)=2Ul/Z0cosβz Z(Z)=jZ0tanβz 其中，Ul為終端入射波電壓，Z0為傳輸線的特性阻抗。上式表明：（1）在終端短路的無耗線上，對于任意指定的時刻（或沿線均為零值的時刻除外），沿線電壓和電流分布的空間相位相差90176。，即電流的有效值最大而電壓恒為零，稱為電流的波腹和電壓的波節(jié)。任意一處的輸入阻抗都是純電抗性的，意味著通過線上任意一處傳輸的平均功率都等于零，這是傳輸線的損耗性質以及終端沒有消耗功率的負載的必然結果.（2）當z=(2n+1)λ/4，（n=0,1,2…）時，電壓振幅恒為最大值，即|U|max=2|Ui|,而電流振幅恒為零，即|I|min=0,這些點稱之為電壓的波腹點和電流的波節(jié)點。當z=nλ/2,（n=0,1,2…）時，電流振幅恒為最大值，即|I|max=2Ii,而電壓振幅恒為零，即|U|min=0,這些稱之為電流的波腹點和電壓的波節(jié)點。波腹點和波節(jié)點相差λ/4。（3）傳輸線終端短路時，輸入阻抗為Zin(z)=jZ0tanβz=jZ0tan(2πz/λ)=jXin 當工作頻率固定時Zin(z)為純電抗，在00呈感性，短路線等效為一電感；在λ/4終端短路傳輸線上的阻抗分布(b)終端開路終端開路時終端電流入射波與反射波等幅反相；電壓入射波與反射波等幅同相。電壓反射系數Г=1。此時，電壓波腹點為短路時的波節(jié)點，波節(jié)點為短路時的波腹點。輸入阻抗： Z(Z)=jZ0cotβz微帶開路線饋電的傳輸線模型在參考文獻中提到，使用微帶開路線饋電可以起到擴展阻抗帶寬的作用。使用微帶線饋電的傳輸線模型如下：饋源的一端串聯長度為Ls的開路線，另一端通過長度為Li的傳輸線連接天線，可以看出兩部分傳輸線相互串聯。因此，饋端的輸入阻抗為： Zin=Zin1(Li)+Zin2(Ls)其中，Zin(Li)為輻射天線的輸入阻抗，Zin2(Ls)為開路線的輸入阻抗。天線的輸入阻抗可以表示為： Zin1(li)=Z01Rr+jZ01tanbliZ01+jRrtanbli其中，Z01為輻射貼片面的特性阻抗，Rr為天線的輻射電阻。開路線的輸入阻抗可以表示為： Zin2(Ls)=jZ02/tanβLs 其中，Z02為開路線的特性阻抗。開路線的輸入阻抗只存在虛部，為余弦函數，輸入阻抗在∞到+∞之間變化。因此，調節(jié)它的長度可以調節(jié)饋端輸入阻抗虛部的匹配。九、HFSS、CST Ansoft HFSS概述基于有限元方法（FEM）的分析微波工程問題的三維電磁仿真軟件，可以對任意的三維模型進行全波分析求解。HFSS提供了簡潔直觀的用戶設計界面、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全波電磁場。HFSS軟件擁有強大的天線設計功能，它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬；繪制極化特性，包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：基本電磁場數值解和開邊界問題，近遠場輻射問題；端口特征阻抗和傳輸常數；S參數和相應端口阻抗的歸一化S參數；結構的本征模或諧振解；射頻和微波部件、天線和天線陣及天線罩；高速互連結構；電真空器件。而且，由Ansoft HFSS和Ansoft Designer構成的Ansoft高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案，提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手段，覆蓋了高頻設計的所有環(huán)節(jié)。Ansoft HFSS的應用領域（天線方面）：貼片天線、喇叭天線、螺旋天線 ：圓形/矩形波導、喇叭、波導縫隙天線 ：偶極子天線、螺旋線天線：有限陣列天線陣、頻率選擇表面（FSS）（RCS）通過HFSS可以獲取的信息矩陣數據：S、Y、Z參數和VSWR（匹配）相關的場：2D/3D近場－遠場圖電場、磁場、電流（體/面電流）、功率、SAR輻射 某空間內的場求解求解類型：Fullwave求解原理：3D有限元法（FEM）網格類型：等角的 網格單元：正四面體網格剖分形式：自適應網格(Adaptive Meshing)激勵：端口求解求解原理：2DFEM形式：自適應網格（邊界條件）HFSS軟件的求解原理總體來說，HFSS軟件將所要求解的微波問題等效為計算N端口網絡的S矩陣，具體步驟如下：將結構劃分為有限元網格（自適應網格剖分）在每一個激勵端口處計算與端口具有相同截面的傳輸線所支持的模式假設每次激勵一個模式，計算結構內全部電磁場模式由得到的反射量和傳輸量計算廣義S矩陣圖1 求解流程圖自適應網格剖分是在誤差大的區(qū)域內對網格多次迭代細化的求解過程，利用網格剖分結果來計算在求解頻率激勵下存在于結構內部的電磁場。初始網格是基于單頻波長進行的粗剖分