毫米波波導縫隙天線分析與研究.pdf

1、波導縫隙天線(Slotted Waveguide Antennas:SWAs)自第二次世界大戰(zhàn)以來有巨大發(fā)展。它具有幾何結構簡單、效率高、極化純度高、便于共形安裝等優(yōu)點。目前已廣泛應用于雷達、通信和導航系統中。
　　本論文首先對波導縫隙天線的研究背景、基本理論和設計方法作了一個簡要的論述。
　　其次研究了 V波段低副瓣行波波導縫隙天線的設計,提出了一種用于毫米波段低副瓣行波波導縫隙天線的改進設計方法。該方法在傳統的計算矩形波

2、導寬邊縫隙偏移量的斯蒂文生公式基礎上引入了一個修正因子。經過修正后,設計的天線可獲得優(yōu)良的低副瓣性能。由于該方法是基于解析方法,所以與數值方法相比,更加簡單快速。同時本文設計的波導縫隙天線具有寬縫隙的特性。典型的窄縫隙其長寬比一般大于10:1,而本文的縫隙長寬比約為4:1。文章對公式的修正給出了一定的理論分析。修正因子的確定由HFSS仿真實驗完成。最后本文使用修正后的設計公式設計并加工了工作頻率為60GHz的波導縫隙天線。測試結果與仿真

3、結果吻合良好。
　　接下來對特殊縫隙形狀的寬帶波導縫隙天線作了一定的分析和研究,提出了一種切割在波導寬邊上螺旋形狀縫隙的新型波導縫隙天線,首先設計了一種切割在WR-90標準波導上的螺旋縫隙天線,著重研究了波導饋電平面等角螺旋和阿基米德螺旋縫隙天線的電特性。兩種形狀螺旋縫隙的阻抗帶寬均大于35％。天線效率在整個工作頻段內也較為均勻,而傳統的矩形縫隙天線則表現出較強的諧振特性,其效率在中心頻率處較高,在低頻段和高頻段效率則很低?；谏?/p>

4、面提出的X波段波導饋電螺旋縫隙天線的設計結果,本文設計了一種用于60GHz頻段的波導饋電平面等角螺旋縫隙天線。該螺旋縫隙切割在WR-14標準波導的寬邊上,由鋁和碳纖維增強塑料(Carbon Fiber Reinforced Polymer:CFRP)兩種材料加工。螺旋縫隙在大部分頻帶內效率都比較均勻,而矩形縫隙則表現出了較強的諧振特性,在中心頻率處天線效率較高,其他頻帶則很低。而且當天線使用 CFRP加工時,螺旋縫隙仍然有較高的效率,而