W波段波導(dǎo)縫隙陣列天線及其應(yīng)用研究.pdf

1、波導(dǎo)縫隙天線以其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高、口徑面場分布易控制等優(yōu)點，成為當(dāng)今車載、機(jī)載和艦載雷達(dá)系統(tǒng)中最常用的天線形式之一。毫米波天線具有高增益、窄波束、小尺寸，滿足現(xiàn)代雷達(dá)對于高靈敏度、高分辨率以及小型化的需求。因此，對W波段波導(dǎo)縫隙陣列天線的研究具有非常重要的工程實用價值。
　　本文立足于國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)條件，為研制具有高增益、窄波束、低副瓣和頻率掃描特性的波導(dǎo)縫隙天線，采用泰勒綜合法和行波陣列結(jié)構(gòu)，設(shè)計并加工了W波段76個縫隙單元

2、的非諧振式波導(dǎo)縫隙陣列天線。在天線設(shè)計過程中，首先，基于泰勒分布和功率傳輸法理論基礎(chǔ)，利用MATLAB軟件完成了縫隙電流激勵幅度和歸一化電導(dǎo)值的計算。其次，為確定電導(dǎo)值與縫隙尺寸的關(guān)系，本文在傳統(tǒng)實驗法的基礎(chǔ)上，結(jié)合三維電磁仿真軟件HFSS，在充分考慮縫隙之間互耦的情況下，完成了“歸一化電導(dǎo)值—縫隙傾角—切入深度”函數(shù)的提取。在提取過程中，對W波段關(guān)鍵設(shè)計參量輻射面波導(dǎo)壁厚進(jìn)行了分析，闡明了這一變量對天線效率、加工和設(shè)計難度的影響。最后

3、，通過HFSS提取天線口徑面上場強(qiáng)分布，并與解析計算結(jié)果進(jìn)行比對，進(jìn)而優(yōu)化縫隙尺寸以獲取最終的加工尺寸。
　　為了滿足實際工程應(yīng)用的要求，本文在充分調(diào)研國內(nèi)現(xiàn)有工藝水平的基礎(chǔ)上，針對縫隙間距、縫隙傾角等關(guān)鍵設(shè)計參量進(jìn)行了容差分析。分析結(jié)果表明該天線結(jié)構(gòu)具有良好的魯棒性。在此基礎(chǔ)上，加工并測試了四副波導(dǎo)縫隙天線。測試結(jié)果表明，天線增益優(yōu)于23dBi， E面半功率波束寬度為1.2°±0.04°，3dB波束掃描角度大于5°，副瓣電平低于