【正文】 on設(shè)天線的輸入功率為，每個(gè)縫隙輻射出去的功率為，則天線輻射出去的總功率為，為縫隙個(gè)數(shù)。由此，天線的效率可表示為，這樣，當(dāng)單獨(dú)處理左天線或右天線時(shí)，到達(dá)各自匹配負(fù)載端的功率為 ， （）根據(jù)第2章的敘述可知，矩形波導(dǎo)窄變縫隙可等效為并聯(lián)電導(dǎo)，所以可求得最后一個(gè)縫隙輻射的功率與匹配負(fù)載上的功率之比： （）式中和分別為最后一個(gè)縫隙和匹配負(fù)載的歸一化電導(dǎo)，其中，所以可求得最后一個(gè)縫隙電導(dǎo)的計(jì)算公式： （）其中各個(gè)值表示各個(gè)縫隙的電流振幅相對值。另一方面，設(shè)第個(gè)縫隙輻射的功率與波導(dǎo)內(nèi)通過該縫隙處的功率之比為，則可表示為： （）同理可得： （）聯(lián)立式（）和式（）可求得和關(guān)系式： （）而從等效電路的角度來看，第個(gè)縫隙輻射的功率與波導(dǎo)內(nèi)通過該縫隙處的功率之比為又可表示為： （）其中是波導(dǎo)內(nèi)第個(gè)縫隙后的歸一化輸入電導(dǎo)。當(dāng)縫隙總數(shù)較大，且天線工作于行波狀態(tài)，又由于單個(gè)縫隙輻射的功率很小，所以有，故： （）這樣，由式（）和式（）可獲得各個(gè)歸一化電導(dǎo)之間的關(guān)系式： （）另外，利用式（）可求出天線效率的另外一種表示方法，即： （） 式中已考慮到。以上，分析了縫隙電導(dǎo)的計(jì)算方法，即先根據(jù)縫隙歸一化激勵(lì)電流振幅分布和天線效率由式（）求得最后一個(gè)縫隙的歸一化電導(dǎo)，利用式（）遞推求得其他各縫隙的歸一化電導(dǎo)，然后利用式（）便可確定各縫隙電導(dǎo)的絕對值。 The normalized conductances of the slots 求得各縫隙電導(dǎo)的絕對值之后，就可利用第2章的式（）求出各個(gè)縫隙的傾斜角。 The oblique angles for the slots三公分雷達(dá)體制中，中心頻率MHz，即mm。選擇“10*23*1”規(guī)格的波導(dǎo)，在模式下，波導(dǎo)波長為： （）其中mm是模的截止波長，所以代入式（）可求得mm為了保證天線內(nèi)有良好的行波狀態(tài)，取或左右電長度為好，這樣天線駐波比接近于1而且在通頻帶內(nèi)變化不大。 對于3米長的雙端相向饋電波導(dǎo)縫隙天線，取右天線縫元間距為，即mm，所以由mm得。 根據(jù)本章前言的分析，為使左右天線的方向性圖傾斜角度一致，取左天線縫隙間距電長度為，即mm，同理可算出左天線的振子數(shù)目為73。 另外對于縫隙寬度，要考慮到雷達(dá)脈沖功率較大，加在每個(gè)縫隙上的電壓較大，為保證縫隙不被擊穿，根據(jù)文獻(xiàn)[53]。為了使每個(gè)處于縫隙諧振狀態(tài)，同半波對稱振子天線類似，取每個(gè)縫隙的長度，由于各個(gè)縫隙傾斜角度不同，導(dǎo)致每個(gè)縫隙嵌入到波導(dǎo)寬邊的深度也不同，本文嘗試用折中的辦法，取最大嵌入深度和最小嵌入深度的平均值。最終，可根據(jù)上述求得的各參數(shù)。 The whole model of the bothendexcite slots antenna in HFSS注意，在建模過程中，可通過MATLAB編寫程序，生成HFSS能夠執(zhí)行的Visual Basic Script腳本代碼，通過這樣的方式讓HFSS自動(dòng)完成對各個(gè)縫隙的繪制。詳細(xì)代碼可參考附錄H。 ，可得水平面內(nèi)的方向性?？梢娭靼晗蚍较騼A斜了一個(gè)角度，這符合本章引言部分的有關(guān)分析。主瓣寬度較窄（約），這充分肯定了雙端相向饋電雷達(dá)裂縫天線的可行性，同時(shí)，由于我們是把左右天線分開設(shè)計(jì)，所以這說明在一定程度上，雙端相向饋電的雷達(dá)裂縫天線能夠突破窄發(fā)射脈沖對單端饋電雷達(dá)裂縫天線長度的限制。但同時(shí)也看到，天線增益不高，造成這種現(xiàn)象的主要原因是沒有對天線的饋電結(jié)構(gòu)建模，而只是分別在波導(dǎo)兩個(gè)端口設(shè)置了等幅同相的Waveport端口[54]，這樣會(huì)增大左右天線的駐波系數(shù)，導(dǎo)致波導(dǎo)內(nèi)反射波能量增大。 水平面內(nèi)的方向圖 The directivity in the horizontal plane垂直面內(nèi)的波瓣較寬，這主要是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上，我們沒有對縫隙進(jìn)行垂直極化分量濾波。這也正是本設(shè)計(jì)有待改進(jìn)的地方。但垂直面內(nèi)波瓣適度變寬也有有利的一面，比如對于港口雷達(dá)站而言，不會(huì)因?yàn)榇霸诤Ｃ嫔系目v向擺動(dòng)而導(dǎo)致港口雷達(dá)漏報(bào)。 垂直面內(nèi)的方向圖 The directivity in the vertical plane結(jié) 束 語隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)發(fā)射脈沖寬度變得越來越窄，這就要求雷達(dá)天線波束也要隨之變窄，這給大型雷達(dá)天線的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。本文提出了一種雙端相向饋電的雷達(dá)波導(dǎo)裂縫天線形式，給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程，并進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明，這種天線能夠突破窄發(fā)射脈沖對單端饋電雷達(dá)裂縫天線長度的限制。總結(jié)全文，本文所作的工作主要有以下三方面：介紹了一種電磁場數(shù)值計(jì)算方法即時(shí)域有限差分法的基本原理，在此基礎(chǔ)上，使用MATLAB編程，介紹了該方法在一維、二維和三維電磁問題上的基本應(yīng)用，并對一個(gè)單縫天線問題進(jìn)行了求解計(jì)算，加深了對縫隙天線輻射機(jī)理的認(rèn)識(shí)。分析了切比雪夫分布的優(yōu)缺點(diǎn)，采用修正的切比雪夫分布與均勻分布相結(jié)合的方式對振子的振幅分布進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一種雙端相向饋電的波導(dǎo)裂縫天線，通過仿真，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方案的可行性。本文所提出的雙端相向饋電形式的波導(dǎo)縫隙陣列天線是本文的創(chuàng)新點(diǎn)，這主要是考慮了單端饋電裂縫天線的不足而大膽提出的設(shè)計(jì)方案，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，如垂直面內(nèi)波瓣過寬等。除了需要加上垂直極化分量濾波器外，該設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵是要保證波導(dǎo)內(nèi)良好的行波狀態(tài)，從而提高增益，這一點(diǎn)對于雙端相向饋電的波導(dǎo)裂縫天線來說，具有很高的研究價(jià)值，也是一大挑戰(zhàn)。綜上所述，論文下一步的工作主要有兩方面：對雙端相向饋電裂縫天線增設(shè)垂直極化分量濾波器，進(jìn)一步提高其性能。從理論上研究在雙端相向饋電波導(dǎo)裂縫天線內(nèi)獲得良好行波狀態(tài)的方法。參 考 文 獻(xiàn)[1] 楊麗娜. 波導(dǎo)縫隙陣的波束賦形研究.(碩士學(xué)位論文).西北工業(yè)大學(xué),2006[2] 許戎戎，毫米波微帶饋電縫隙天線的研究，（碩士學(xué)位論文），南京理工大學(xué)，2005[3] , Theory of slots in rectangular waveguide, Journal of Applied Physics, ，January 1948.[4] ，“The impedance properties of narrow radiating slots in the broad face of rectangular waveguides”IRE Trans. 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