【正文】 線研究背景及意義 1 波導(dǎo)縫隙陣研究的現(xiàn)狀 2第二章 波導(dǎo)縫隙陣天線概述 4 天線簡介 4 波導(dǎo)縫隙陣概述 5 波導(dǎo)裂縫陣天線的組成 5 5 6 6 縫隙類型 7 縫隙類型簡介 7 寬邊縱向半波諧振縫隙 8 寬邊橫向半波諧振縫隙 8 窄邊斜半波諧振縫隙 9 典型波導(dǎo)縫隙陣天線介紹 9 9 縱向諧振縫隙陣 10 縱向諧振縫隙陣二 10 11 匹配偏斜縫隙陣 11 縫隙陣列天線參數(shù)確定 12 12 波導(dǎo)尺寸和陣元間距的確定 12 13 14 15 15 縫隙匹配的電導(dǎo)條件 15第三章 技術(shù)實現(xiàn) 16 軟件簡介 16 天線的技術(shù)實現(xiàn)及大體結(jié)構(gòu) 16 設(shè)計原理 16 HFSS軟件的仿真實現(xiàn) 18第四章 波導(dǎo)縫隙陣的仿真設(shè)計過程 19 仿真過程 19：給定縫隙偏移，優(yōu)化縫隙的諧振長度 19：所有縫隙的完整模型 23 天線性能 27第五章 結(jié)論 28參考文獻 29致 謝 30IV第一章 前言 波導(dǎo)縫隙陣天線研究背景及意義 縫隙天線是由金屬面上的縫隙構(gòu)成的天線。本次設(shè)計要求為天線中心頻率10GHz。波導(dǎo)上的縫隙隨著其切割位置的不同構(gòu)成了不同形式的縫隙。 admittance。圖1為E3A“望樓”預(yù)警機采用的威斯丁豪斯公司研制的AN/APY1型S波段脈沖多普勒雷達，平板縫隙陣式天線裝在轉(zhuǎn)速6轉(zhuǎn)/分的天線罩內(nèi)，可根據(jù)不同作戰(zhàn)條件把360度方位圓分成32個扇區(qū)，選用不同的工作模態(tài)和抗干擾措施[1]。 波導(dǎo)縫隙陣研究的現(xiàn)狀低副瓣波導(dǎo)平板裂縫天線設(shè)計中存在的技術(shù)問題多年來一直是微波天線領(lǐng)域中研究的熱點。后來在忽略波導(dǎo)內(nèi)縫隙間互耦和波導(dǎo)壁厚影響的情況下采用等效磁流片的方法導(dǎo)出考慮輻射裂縫間外互耦以及高次模影響的解析表達式，并將輻射裂縫的設(shè)計理論歸結(jié)為三個方程。 天線簡介天線電系統(tǒng)中發(fā)射或接收電磁波的設(shè)備，稱為天線。例如，衛(wèi)星地面站天線能將輻射能量集束成一個很窄的主波束，并將它指向衛(wèi)星，其作用就如同探照燈的聚光作用一樣。波導(dǎo)縫隙天線陣一般由許多開在矩形波導(dǎo)壁上的半波縫隙組成【5]。諧振縫隙陣中的電磁波沿波導(dǎo)傳輸?shù)蕉搪钒逄帲⑵鹧夭▽?dǎo)軸向的駐波分布，并產(chǎn)生駐定的正弦電流幅度分布，其相位沿波導(dǎo)軸向線性變化。根據(jù)要求的天線口徑場分布得到各個裂縫的歸一化導(dǎo)納值。 耦合波導(dǎo)是開有寬邊傾斜串聯(lián)裂縫的諧振陣波導(dǎo)構(gòu)成。 總之，波導(dǎo)裂縫陣列天線的各個部分是一個有機的整體，每一部分設(shè)計的不合理都會導(dǎo)致整機性能的下降。其特點是利用互易定理求出縫隙的前向和后向散射場，再利用波導(dǎo)中的功率平衡方程求出其等效電導(dǎo)或電阻。圖 8 開在寬壁上的橫向諧振縫隙陣 縱向諧振縫隙陣（圖9）利用了在寬壁中心線兩側(cè)對稱位置處橫向電流反相、沿波導(dǎo)每隔λg/2場強反相的特點，縱縫每隔λg/2交替地分布在中心線兩側(cè)即可得到同相激勵。波導(dǎo)縫隙的寬度的確定可根據(jù)在縫隙陣設(shè)計基礎(chǔ)中所提到的設(shè)計尺寸，同時在工程上，一般功率不是很大的情況下，我們一般可以近似的認為，縫隙寬度滿足下面要求就可以了 （27）實際中，縫隙寬度根據(jù)波導(dǎo)型號選擇適當(dāng)值即可。從而經(jīng)分析得到 （28） （29）可以看出，d的確定和波導(dǎo)寬邊長度a與指向Φ角有關(guān)。HFSS是利用我們熟悉的Windows圖形用戶界面的一款高性能的全波電磁場（EM）段任意3D無源器件的模仿仿真軟件。寬邊上縱向并聯(lián)縫隙的電導(dǎo)為 （31）式中，X為待求的偏移量；a為波導(dǎo)內(nèi)壁寬邊長度；λ為波導(dǎo)波長。由下式可以得到各個縫隙的導(dǎo)納值： （33）各個縫隙的導(dǎo)納如下：g1=, g2= g3=， g4= g5=， g6= g7=， g8= g9=， g10=選用WR9型波導(dǎo)，其波導(dǎo)尺寸為：a=，窄邊b=。第四章 波導(dǎo)縫隙陣的仿真設(shè)計過程 仿真過程：給定縫隙偏移，優(yōu)化縫隙的諧振長度建立縫隙天線模型 （1） 建立波導(dǎo)Waveguide（圖14）。 圖 25 2D增益方向圖（5）H面增益直角圖（圖26）圖 26 H面增益直角圖（6） S11參數(shù)圖（圖27） 圖27 S11參數(shù)圖 天線性能，且呈現(xiàn)筆形波束。然后利用HFSS的優(yōu)化功能得到每個縫隙的諧振長度。整個過程都需要充分利用所學(xué)的知識進行思考、借鑒。最后感謝本論文的評閱老師在百忙之中抽出寶貴的時間對本畢業(yè)論文進行審閱與評估。在這次仿真設(shè)計當(dāng)中，我深深體會到，要想在天線技術(shù)領(lǐng)域作出不錯的成果，必須有堅持不懈的精神、刻苦努力的工作作風(fēng)；既要充分利用現(xiàn)有限資源，又要虛心向老師同學(xué)請教。并設(shè)計了一根20單元的端饋駐波線陣，給出了設(shè)計結(jié)果及仿真方向圖。 第五章 結(jié) 論波導(dǎo)裂縫陣列天線在機載火控雷達、導(dǎo)彈尋的等領(lǐng)域有著其它類型天線無法取代的優(yōu)勢，研究裂縫陣列天線的輻射特性具有十分重要的理論價值和工程實際意義。圖16 Air空氣盒 （4） 設(shè)置邊界條件（5） 設(shè)置端口激勵（6） 設(shè)置工程變量（7） 求解設(shè)置（8）保存設(shè)置（圖17）圖17整體圖優(yōu)化該工程（1） 求解工程（2）縫隙長度優(yōu)化做如下圖119設(shè)置圖18設(shè)置優(yōu)化目標圖19添加優(yōu)化目標（1） 經(jīng)過計算，在＄offset=2mm時，諧振長度＄L=（圖20）。根據(jù)波導(dǎo)各個尺寸可得偏移量與導(dǎo)納之間的關(guān)系為 （34） 由上式導(dǎo)納值可以求得各個縫隙的偏移量 X1=， x2=X3=， x4=X5=， x6=X7=， x8=X9=， x10= HFSS軟件的仿真實現(xiàn)本設(shè)計利用HFSS軟件設(shè)計波導(dǎo)縫隙陣天線，整個設(shè)計過程可以分為兩個子工程，子工程1在給定縫隙的偏移量下優(yōu)化縫隙的諧振長度，可以利用該工程對各個縫進行優(yōu)化。首先確定在諧振縫隙設(shè)計中存在的幾個變量，主要有：縫隙偏移波導(dǎo)中心線的距離Offset，縫隙的長度L，縫隙的寬度W等。Ansoft HFSS使用有限元法（FEM），自適應(yīng)網(wǎng)格劃分和高性能的圖形界面，能讓你在研