【正文】 lectromagic simulate softw ave which is invented by can give the model of 2D、 3D and directivity of this Slottedwaveguide Array ,the Slottedwaveguide Array will be designed according to waveg uide theory,Slottedwaveguide Array Antenna and trapezoidal stepindex. Then,Slotted waveguide Array Antenna is simulated and optimized by using HFSS,the rusult of the simulation tallys with the result of theory calculate. Keywords: Slottedwaveguide array， HFSS。 大連海事大學(xué) 畢 業(yè) 論 文 船舶雷達(dá)裂縫天線的設(shè)計 ┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊ 摘 要 本文 設(shè)計了一個波導(dǎo)縫隙天線，并利用 Ansoft 公司 研發(fā)的電磁仿真軟件 HFSS（ high frequency structure simulate）進(jìn)行仿真。電磁仿真軟件 HFSS 能給出波導(dǎo)縫隙天線的 2D、 3D模型和 輻射方向圖， 根據(jù)對方向圖的要求，采用修正的切比雪夫陣設(shè)計該天線各縫隙的電流分布， 基于同軸線理論，波導(dǎo)縫隙天線理論和梯形漸變器理論設(shè)計波導(dǎo)裂縫天線， 采用HFSS 仿真設(shè)計該天線并進(jìn)行了優(yōu)化及仿真，仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果基本符合。 optimization 目 錄 第 1 章 緒論 .......................................................................... 5 課題研究的背景及意義 .......................................... 5 船舶雷達(dá)裂縫天線的研究現(xiàn)狀 ..................... 2 HFSS 仿真軟件的介紹 ........................................... 7 的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域 ................................ 7 與其他軟件的協(xié)同作用 ........................ 4 軟件的計算原理 .................................... 4 第 2 章 基礎(chǔ)知識 .................................................................. 9 陣列天線的基本理論知識 ..................................... 18 電磁波的干涉和疊加原理 ............................ 18 方向圖乘積定理 ............................................ 18 對偶原理 ................................................................. 18 電偶極子與磁偶極子的 對偶 ........................ 18 電流元和磁流元的對偶性 ............................ 18 對偶原理的建立 ............................................ 18 縫隙天線的輻射機(jī)理 ............................................. 18 理想縫隙天線的輻射機(jī)理 ............................ 18 理想波導(dǎo)縫隙的開縫機(jī)理 ............................ 18 波導(dǎo)縫隙的阻抗特性 .................................... 18 波導(dǎo)縫隙天線陣及其特點(diǎn) 第 3 章 視頻圖像預(yù)處理 ..................................................... 32 引言 ......................................................................... 32 結(jié)論 ....................................................................................... 35 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................... 36 致 謝 ............................................................................... 37 附錄 1......................................................錯誤 !未定義書簽。 縫隙天線具有輪廓低、重量輕、加工簡單、易于與物體共形、批量生產(chǎn)、電性能多樣化、寬帶和與 有源器件 和電路集成為統(tǒng)一的組件等諸多特點(diǎn)，適合大規(guī)模生產(chǎn)，能簡化整機(jī)的制作與調(diào)試，從而大大降低成本。波導(dǎo)裂縫陣天線的設(shè)計 難度相當(dāng)高 。 目前國際 國內(nèi) 上也 都 在大力開展船舶雷達(dá)的研制工作，但技術(shù)尚未成熟，并考慮到其成本比較高，大角度掃描狀態(tài)下很難實現(xiàn)低副瓣性能等實際困難，可以預(yù)見在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)，裂縫陣天線仍將是船舶雷達(dá)天線的首選。國外在 二十世紀(jì)四十 年代末期就開始了波導(dǎo)裂縫天線的研究， 經(jīng)過多年的研究，縫隙陣列天線在理論和實踐上都得到了巨大的發(fā)展。 1948 年Stevenson 基于 波導(dǎo)的等效傳輸線理論及波導(dǎo)格林函數(shù)，取縫隙長度 λ/2（ λ 為工作波長），導(dǎo)出了各種形式縫隙的歸一化電阻（電導(dǎo)）的計算公式。在 70 年代到 90 年代初期的二十多年里，計算機(jī)技術(shù)得到了極大的發(fā)展，計算機(jī) 大大的提高了 計算速度和存儲容量 使很多復(fù)雜的電磁場問題的計算結(jié)果更為精確 ，這也使得裂縫天線理論研究和工程技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展 。 具體方法如下 ，運(yùn)用磁場連接性條件得到了兩個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)，然后用矩量法計算裂縫口徑上電場眼裂縫長度方向的數(shù)值。 Elliot 等的卓越貢獻(xiàn)，使得裂縫天線的理論研究和工程設(shè)計達(dá)到了較為成熟的階段，他建立的理論 被 當(dāng)今波導(dǎo)裂縫陣列天線設(shè)計 者公認(rèn)為 主流 設(shè)計方法 。 其中對輻射裂縫單元、交叉波導(dǎo)耦合裂縫單元以及耦合裂縫和輻射裂縫的相互影響的研究較多，呂善偉等采用矩量法對輻射裂縫、交叉波導(dǎo)耦合裂縫以及耦合裂縫與相鄰輻 1 射裂縫的影響盡享了大量的理論分析計算；彭中秋對交叉波導(dǎo)耦合裂縫饋電的輻射縱縫中的場分布進(jìn)行了分析；李俊沛等采用矩量法對輻射裂縫、短路板對輻射裂縫的影響、耦合裂縫阻抗特性等都進(jìn)行了理論研究和計算；任武等使用時域有限差分發(fā)對矩形波導(dǎo)上單個輻射縫隙的特性進(jìn)行了嚴(yán)格分析，并對諧振狀態(tài)的定義做了討論 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、計算機(jī)、通信等多個領(lǐng)域。利用 HFSS 工具可以高效地設(shè)計各種高頻結(jié)構(gòu)，包括射頻和微波部件、天線和天線陣及天線罩，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)計成本，減少設(shè)計周期，增強(qiáng)競爭力。 HFSS 具有以下特點(diǎn)： 1. 具有仿真、可視化、立體建模、自動控制的功能，使得3D EM 問題能快速而準(zhǔn)確地求解。 1 3. Ansoft HFSS 能用于諸如 S 參數(shù)、諧振頻率和場等的參數(shù)計算。這能解決任意的 3D 幾何問題，尤其是那些有復(fù)雜曲線和曲面的問題，當(dāng)然在局部會利用其它技術(shù)。比如，在電磁場分析中需要分析對象的結(jié)構(gòu)信息，通過讀取由 CAD 生成的結(jié)構(gòu)信息模型，提高易用性的功能。 HFSS 10 新增了一種功能，即使存在這些情況，也能將其分割成