【正文】 于分界平面。，下面定性說(shuō)明邊界條件的對(duì)偶。這一電場(chǎng)分布與具有相同尺寸的導(dǎo)體振子（又稱(chēng)互補(bǔ)振子）上的磁場(chǎng)分布（即電流分布）完全一樣。所謂理想縫隙天線(xiàn)是指在無(wú)限大的可以不計(jì)厚度的理想導(dǎo)體平板上開(kāi)的縫隙。我們把“電源”引起的場(chǎng)稱(chēng)為 “電源場(chǎng)”；而把“磁源”引起的場(chǎng)稱(chēng)為“磁源場(chǎng)”?？梢园崖菥€(xiàn)管的每一匝線(xiàn)圈等效成小的電流環(huán)，螺線(xiàn)管的正方向即為小電流環(huán)的正方向，電流正方向與螺線(xiàn)管正方向成右手螺旋關(guān)系，這樣，就可以把螺線(xiàn)管看成是等效的磁流元，假設(shè)高頻磁流的方向是沿z軸正方向，則其輻射場(chǎng)為： （） 比較式（）和式（）可以看出，兩式具有下面的對(duì)偶關(guān)系： （）式中帶有下標(biāo)“e”的場(chǎng)量代表電流元產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量；有下標(biāo)“m”的場(chǎng)量代表磁流元產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量。比較式（）和式（）可以看出，兩式具有對(duì)偶關(guān)系： （）對(duì)于載有高頻電流的電流元來(lái)說(shuō)，它兩端等量異號(hào)的電荷也隨時(shí)間變化而變化，可以看作為一個(gè)高頻的電偶極子。小電流環(huán)可以視為磁偶極子。 對(duì)偶原理自由空間中電偶極子的中心位置設(shè)為球坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，正、負(fù)電荷之間的間距為，坐標(biāo)分別為和。也就是說(shuō)，單元因子和陣因子是相互獨(dú)立的、可分離的，分別決定陣列天線(xiàn)輻射特性的一個(gè)方面。對(duì)于面陣或其他形式的陣列天線(xiàn)，這一定理同樣是使用的。由此可得到此線(xiàn)陣作為一副大天線(xiàn)的方向圖因子為 （）令 （）稱(chēng)為陣列因子或陣因子，也稱(chēng)方向圖因子、方向圖函數(shù)、陣列函數(shù)和陣列多項(xiàng)式，它可以看做是由假想的各向同性單元（=1）組成的陣列的方向圖函數(shù)。代人遠(yuǎn)場(chǎng)條件： （） （）可得到 （）式中，因子表示由于各單元的空間位置不同，使輻射電磁波在觀察角產(chǎn)生的相對(duì)相位。各單元天線(xiàn)都將在遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生橫電磁平面波，場(chǎng)強(qiáng)與激勵(lì)電流成正比。由于遠(yuǎn)場(chǎng)坐標(biāo)已經(jīng)用表示，而不再是，因而不會(huì)引起混淆。這時(shí)，每個(gè)單元的位置坐標(biāo)記為。設(shè)陣列天線(xiàn)采用相似元，在不考慮單元間互相影響（耦合）的條件下，可以認(rèn)為單元作為空間坐標(biāo)函數(shù)的歸一化方向圖都是相同的。構(gòu)造陣列天線(xiàn)的另一個(gè)重要理論基礎(chǔ)是方向圖乘積定理。電流分布J在均勻媒質(zhì)中產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)可表示為 （）式中，稱(chēng)為磁矢量位，他滿(mǎn)足下列亥姆霍茲方程： （）若電流密度J沿z向線(xiàn)分布為，分布線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)，則在遠(yuǎn)場(chǎng)觀察點(diǎn)，式（）的解可求得為 （）式中，源點(diǎn)到場(chǎng)點(diǎn)的距離R表示為 （）如果電流密度J沿xy平面分布為,分布平面面積為S，則在遠(yuǎn)場(chǎng)觀察點(diǎn)，有 （）同樣道理，電流如果按照其他方式分布，如沿體分布，沿圓環(huán)分布等，則其輻射場(chǎng)磁矢量位可以相應(yīng)求得，具有和式（）及式（）同樣的形式。由于光本身的波動(dòng)性，光波與電磁波本質(zhì)上是相似的，因此可以把這一最初在光學(xué)領(lǐng)域提出的基本原理推廣到電磁波領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，他于1801年在一篇報(bào)告中發(fā)展了惠更斯的光學(xué)理論，提出了著名的“干涉原理”，也稱(chēng)“波的疊加原理”，并在光學(xué)中首次引入了“干涉”的概念。如果一組波的波峰與另一組波的波谷相重合，那么波峰恰好填滿(mǎn)波谷。托馬斯陣列天線(xiàn)能夠形成不同于一般單元天線(xiàn)的輻射特性，尤其是可以形成指向某部分空間的、比單元天線(xiàn)強(qiáng)得多的輻射，最根本的原因就是來(lái)自多個(gè)相干輻射單元的輻射電磁波在空間相互干涉并疊加，在某些空間區(qū)域加強(qiáng)，而在另一些空間區(qū)域減弱，從而使得不變的總輻射能量在空間重新分布。這種組合造就了陣列天線(xiàn)。第2章理論基礎(chǔ)天線(xiàn)是一種用于發(fā)射和接收電磁能量的設(shè)備。第三章設(shè)計(jì)了一種寬邊縱向諧振式駐波波導(dǎo)裂縫天線(xiàn)，根據(jù)對(duì)方向圖的要求，采用切比雪夫陣設(shè)計(jì)該天線(xiàn)各縫隙的電流分布，并用較為嚴(yán)格史蒂文森（）法推導(dǎo)波導(dǎo)裂縫的等效電導(dǎo)，先利用HFSS高頻仿真軟件建立單個(gè)縫隙的模型并進(jìn)行仿真然后在利用這個(gè)單縫模型設(shè)計(jì)20縫的波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)陣的模型，設(shè)置各個(gè)縫隙的偏移量，并借助Ansoft公司的高頻電磁仿真軟件HFSS進(jìn)行仿真。正文部分共分三章，分述如下：第一章是緒論，介紹了雷達(dá)裂縫天線(xiàn)研究的背景、意義及現(xiàn)狀，HFSS的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域、計(jì)算原理和的簡(jiǎn)要介紹。（3） 假設(shè)每次激勵(lì)一個(gè)模型，計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)部的全部電磁場(chǎng)模型?？偟膩?lái)說(shuō)，HFSS軟件將所有要求解的微波問(wèn)題等效計(jì)算N端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的S矩陣，具體步驟如下：（1） 將結(jié)構(gòu)劃分為有限元網(wǎng)絡(luò)。Ansoft HFSS在PC機(jī)（Windows系統(tǒng)）上能夠利用3GB的內(nèi)存空間，這極有效地拓展了HFSS仿真計(jì)算能力。HFSS 10新增了一種功能，即使存在這些情況，也能將其分割成最佳的微小網(wǎng)格后，進(jìn)行電磁場(chǎng)分析。比如，在電磁場(chǎng)分析中需要分析對(duì)象的結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)讀取由CAD生成的結(jié)構(gòu)信息模型，提高易用性的功能。這能解決任意的3D幾何問(wèn)題，尤其是那些有復(fù)雜曲線(xiàn)和曲面的問(wèn)題，當(dāng)然在局部會(huì)利用其它技術(shù)。3. Ansoft HFSS能用于諸如S參數(shù)、諧振頻率和場(chǎng)等的參數(shù)計(jì)算。HFSS具有以下特點(diǎn)：1. 具有仿真、可視化、立體建模、自動(dòng)控制的功能，使得3D EM問(wèn)題能快速而準(zhǔn)確地求解。利用HFSS工具可以高效地設(shè)計(jì)各種高頻結(jié)構(gòu)，包括射頻和微波部件、天線(xiàn)和天線(xiàn)陣及天線(xiàn)罩，高速互聯(lián)結(jié)構(gòu)、電真空器件，可用于研究目標(biāo)特性和系統(tǒng)/部件的電磁兼容/電磁干擾特性，從而降低設(shè)計(jì)成本，減少設(shè)計(jì)周期，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。 HFSS仿真軟件的介紹HFSS廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、通信等多個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)天線(xiàn)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，為了保證整個(gè)裂縫振子都處在最佳工作狀態(tài)，饋給每一振子以充分能量，在設(shè)計(jì)中發(fā)射能量除滿(mǎn)足上述狀態(tài)外，還必須有一部分能量到達(dá)終端被匹配負(fù)載所吸收，以此來(lái)保證裂縫天線(xiàn)處在行波狀態(tài)下。為了提高雷達(dá)目標(biāo)觀察的分辨力，對(duì)天線(xiàn)波束要求越來(lái)越窄，也就是天線(xiàn)長(zhǎng)度必須增加，但是當(dāng)天線(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)脈沖寬度所對(duì)應(yīng)的某一范圍時(shí)，天線(xiàn)方向性圖就會(huì)變壞，甚至失效，這樣天線(xiàn)長(zhǎng)度與脈沖寬度之間就產(chǎn)生了矛盾，這個(gè)矛盾不解決，窄波束的大型雷達(dá)裂縫天線(xiàn)就無(wú)法形成。Elliot等的卓越貢獻(xiàn)，使得裂縫天線(xiàn)的理論研究和工程設(shè)計(jì)達(dá)到了較為成熟的階段，他建立的理論被當(dāng)今波導(dǎo)裂縫陣列天線(xiàn)設(shè)計(jì)者公認(rèn)為主流設(shè)計(jì)方法。具體方法如下，運(yùn)用磁場(chǎng)連接性條件得到了兩個(gè)積分方程在裂縫的上、下口徑上，將厚度為t的裂縫視作一個(gè)腔體，分別建立波導(dǎo)、半自由空間、裂縫墻體的格林函數(shù)，然后用矩量法計(jì)算裂縫口徑上電場(chǎng)眼裂縫長(zhǎng)度方向的數(shù)值。在70年代到90年代初期的二十多年里，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了極大的發(fā)