【正文】 到激勵(lì)而向空間輻射，根據(jù)收發(fā)天線的互易原理，它們也就不能從遠(yuǎn)處傳來的無線電波中接收能量。波導(dǎo)縫隙陣的方向性函數(shù)仍為元方向性函數(shù)與陣函數(shù)的乘積，即 ),(),(),( ?????? ae FFF ?? （ ） 陣函數(shù)仍為： ????? 10)c o s(),( Nn nd nkjna eAF ???? （ ） 式中 nA 為縫隙激勵(lì)電壓的幅度比， 10?A ， ? 為觀察點(diǎn)所在方向與縫隙陣軸線（也就是波導(dǎo)縱軸）的夾角。并且利用對(duì)偶原理分別從 電偶極子與磁偶極子的對(duì)偶電流元和磁流元的對(duì)偶性 來 對(duì)偶原理的建立 加以說明。工作頻率為 10GHz，工作波長(zhǎng) λ=30mm，波導(dǎo)波長(zhǎng) mm? ? 。 從仿真結(jié)果來看，該方案具有可行性，但同時(shí)也存在不足，如 縫隙的數(shù)目對(duì)天線性能的影響，以及縫隙偏移量的對(duì)天線性能的影響都有待研究 ，這一點(diǎn)對(duì)于 寬邊縱向諧振式 的波導(dǎo)裂縫天線來說，具有很高的研究?jī)r(jià)值，也是一大挑戰(zhàn)。 ，在此基礎(chǔ)上， 通過電偶極子和磁偶極子的對(duì)偶性，電流源和磁流源的對(duì)偶性建立了對(duì)偶原理 ，加深了對(duì) 對(duì)偶原理 的認(rèn)識(shí) ， 分析并比較了半波帶狀振子和半波縫隙振子 ， 并且分別介紹了理想裂縫天線和波導(dǎo)裂縫天線的輻射機(jī)理以及開縫形式， 阻抗 特性等相關(guān)知識(shí) 。一般可根據(jù)實(shí)際的加工確定出縫隙的寬度 W，應(yīng)用 HFSS 的優(yōu)化功能得出縫隙的偏移量 Offset 和縫隙長(zhǎng)度 Legth。當(dāng)工作頻率改變時(shí)，間距不再等于 2g? ，不能保持各縫隙同相激勵(lì)，引起主瓣方向改變，并且天線的匹配也將急劇變差。 船舶雷達(dá)裂縫天線的設(shè)計(jì) 15 波導(dǎo)縫隙天線陣 及其特點(diǎn) 單個(gè)縫隙的方向性比較弱，要求強(qiáng)方向性時(shí)可采用波導(dǎo)縫隙天線陣。在縫的長(zhǎng)度適當(dāng)（略短于 2? ）時(shí)發(fā)生諧振，電納等于零而變成純電導(dǎo)。由于理想縫隙和帶狀振子的電磁場(chǎng)方程和邊界條件存在對(duì)偶關(guān)系，所以將對(duì)偶量互換，即可以由已知的帶狀振子天線電磁場(chǎng) dE? ， dH? 得出理想縫隙天線的電磁場(chǎng) sE? ， sH? 。設(shè)自由空間中半徑為 a 的小電流環(huán)上的電流為 I， 環(huán)面正方向向上沿 z 軸正方向，電流 I 的正方向與 z 成右手螺旋關(guān)系，則在磁偶極子周圍rl 區(qū)域內(nèi)任何觀察點(diǎn) ),( ??r 處，磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量為： )s in?cos2?(4 30???? ?eerpH rm ??? （ ） 式中 Iapm 20??? 是磁偶極矩的量值，磁偶極矩的方向?yàn)?z 軸 方向。 ”符號(hào)。 39。在許多場(chǎng)合，由單個(gè)天線（或稱為單個(gè)輻射器）就可以 很好地完成發(fā)射和接收電磁能量的任務(wù)，如常用的各種線天線、面天線、反射面天線等，其本身就可以獨(dú)立工作，但這些天線形式一旦選定，其輻射特性便是相對(duì)固定，如波瓣指向、波束寬度、增益等，這就造成在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合，如雷達(dá)天 線的一般要求較強(qiáng)的方向性、較高的增益、很窄的波束寬度、波束可以實(shí)現(xiàn)電掃描及其他一些特殊指標(biāo)，單個(gè)天線往往不能道道預(yù)定的要求，這時(shí)就需要多個(gè)天線聯(lián)合起來工作，共同實(shí)現(xiàn)一個(gè)預(yù)定的指標(biāo)。此外 CAD 模型有時(shí)會(huì)出現(xiàn)微小的斷差和坐標(biāo)誤差。 船舶雷達(dá)裂縫天線的設(shè)計(jì) 2 脈沖寬度與天線長(zhǎng)度 雷達(dá)發(fā)射脈沖寬度 ? 限制著裂縫天線長(zhǎng)度的增加。 optimization III 目 錄 第 1 章 緒論 .................................................................................................................. 1 課題研究的背景及意義 ..................................................................................... 1 船舶裂縫天線的研究現(xiàn)狀 ........................................................................... 1 單端饋電雷達(dá)裂縫天線的問題 .......................................................................... 2 脈沖寬度與天線長(zhǎng)度 ................................................................................... 2 天線效率 ....................................................................................................... 2 HFSS 仿真軟件的介紹 ....................................................................................... 2 的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域 .............................................................................. 2 HFSS 與其它軟件的協(xié)同作用 ..................................................................... 3 軟件的計(jì)算原理 .................................................................................. 3 論文的主要內(nèi)容 .................................................................................................. 4 第 2 章理論基礎(chǔ) ............................................................................................................ 5 陣列天線的基本理論知識(shí) .................................................................................. 5 電磁波的干涉和疊加原理 ........................................................................... 5 方向圖乘積定理 ........................................................................................... 7 對(duì)偶原理 ............................................................................................................. 9 電偶極子與磁偶極子的對(duì)偶 ....................................................................... 9 電流元和磁流元的對(duì)偶性 ......................................................................... 10 對(duì)偶原理的建立 ......................................................................................... 11 縫隙天線的輻射機(jī)理 ........................................................................................ 12 理想縫隙天線的輻射機(jī)理 ......................................................................... 12 波導(dǎo)縫隙的阻抗特性 ................................................................................. 13 波導(dǎo)縫隙天線的開縫機(jī)理 ......................................................................... 14 波導(dǎo)縫隙天線陣及其特點(diǎn) ................................................................................ 15 本章小結(jié) ............................................................................................................ 16 第 3 章裂縫陣列天線的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 17 具體設(shè)計(jì)方案 .................................................................................................... 17 IV 波導(dǎo)縫隙陣列天線的總體設(shè)計(jì)思路 ......................................................... 17 單個(gè)縫隙的波導(dǎo)縫隙陣列天線的設(shè)計(jì)與仿真 ......................................... 19 20 縫波導(dǎo)縫隙陣列天線的設(shè)計(jì)與仿真 ................................................. 21 仿真結(jié)果與分析 ................................................................................................ 23 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 24 參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................ 25 致 謝 .......