波导缝隙阵列天线分析与设计

论文摘要

本文在传统经典计算理论和现代电磁仿真软件的基础之上,系统研究分析了波导缝隙阵列天线的特性和设计方法,重点研究了波导窄边缝隙阵列天线。这类天线的设计主要是根据天线的技术指标(增益、主瓣宽度、副瓣电平等),来确定天线的口径场分布,缝隙单元间距则可以根据工作频带内的输入驻波比要求和波束指向来加以确定。波导窄边缝隙阵列天线的主要难点和重点问题是如何设计缝隙的物理尺寸来实现我们所选定的口径分布。这个问题我们用传统计算理论结合Ansoft HFSS电磁计算软件的参数扫描和优化功能,最终综合得到缝隙的具体物理尺寸,在Ansoft HFSS中建立完整模型进行优化仿真,发现仿真结果良好。同时也给出了这类天线的具体设计流程,以方便后来的设计者们。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 波导缝隙阵研究概况
• 1.1.1 波导缝隙天线阵研究概况
• 1.1.2 阵列天线方向图综合方法概述
• 1.2 论文主要研究内容
• 第二章 缝隙天线及波导缝隙阵概述
• 2.1 巴俾涅原理和缝隙天线基本理论
• 2.1.1 巴俾涅（Babinet）原理
• 2.1.2 理想缝隙天线
• 2.1.3 有限大导电平面上的缝隙天线
• 2.2 波导缝隙基础理论和辐射机理
• 2.2.1 波导缝隙基础理论
• 2.2.2 波导缝隙的形式和辐射机理
• 2.3 缝隙的等效电路与等效电导（电阻）以及互耦
• 2.3.1 等效电路
• 2.3.2 等效电导（电阻）
• 2.3.3 互耦
• 2.4 波导窄边缝隙导纳的测量
• 2.5 波导缝隙阵列天线概述
• 2.5.1 谐振阵（驻波阵）
• 2.5.2 非谐振阵（行波阵）
• 2.6 加工误差影响的分析
• 2.7 小结
• 第三章 波导窄边缝隙阵列天线
• 3.1 阵列天线方向图综合方法概述
• 3.2 计算缝隙电导分布
• 3.3 缝隙电导函数的推导
• 3.4 缝隙的尺寸设计及天线阵设计流程
• 3.4.1 缝隙的尺寸设计
• 3.4.2 天线阵设计流程
• 3.5 交叉极化波束及其抑制
• 3.5.1 交叉极化辐射分析
• 3.5.2 相邻波导缝隙的倒置法
• 3.6 波导缝隙阵的方向性
• 3.7 小结
• 第四章 波导窄边缝隙阵天线设计
• 4.1 泰勒阵列天线综合方法
• 4.1.1 等副瓣理想空间因子
• 4.1.2 泰勒方向图
• 4.2 天线的设计和仿真
• 4.2.1 天线口径幅度分布
• 4.2.2 电导分布
• 4.2.3 缝隙的电导函数
• 4.3 缝隙阵列实例的仿真及数据结果
• 4.4 误差分析
• 4.5 小结
• 第五章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果