第 8  页 本科毕业设计说明书（论文） 

图 2。3 传统矩形波导缝隙天线

当分析传统矩形波导缝隙天线时，通常会假设在波导内只流通 TE10 模以降低分析研究的 繁杂程度，再通过等效模型分析法、Stevenson 法、矩量法等方法计算分析基片集成波导各个 缝隙单元的等效导纳。

谐振式矩形波导缝隙天线是侧射阵天线，其缝隙单元阵面的法线方向就是它的最大辐射 指向，而且波导缝隙单元中心点实际就是电场取最大值的点，因此在设计时不妨设对称的驻 波分布就是每一处波导缝隙的电压分布，即说明它的等效电路图内应该存在着并联导纳，如 图 2。4 所示。文献综述

图 2。4 传统矩形波导缝隙天线等效电流图

本文采用了等效模型分析方法，首先建立了天线阵列的等效传输模型，再计算积分方程 得到缝隙的参数值。若矩形波导的缝隙宽度保持不变，波导缝隙单元的长度以及缝隙中心点 与波导中心线的距离会影响矩形波导缝隙天线的并联导纳值。若波导缝隙的中心点与两端端 口距离均为一个波导波长，则波导缝隙中心点的散射参数应和分流电路相关，设矩形波导特 性阻抗为 G0，有：

由上诉二公式测量或计算得到波导缝隙中心点的散射参数，则波导缝隙的归一化等效导 纳可以表示为：

其中设 x 为波导缝隙的间距值，即波导缝隙单元中心点到波导中线的距离；l 为波导缝隙的长 度；f 为频率；则波导缝隙导纳为：

设矩形波导内介质介电常数为 ε，则波导缝隙谐振长度可以表示成：

3 余割平方分布天线的设计

3。1 余割平方分布天线

在现代军事战争中，雷达逐渐成为最关键的消息收集渠道之一，在侦查、分辨、报警、 追踪、战场估计以及防空制导等运用范围内有着举足轻重的地位，是天线广泛应用的重要领 域之一。而且伴随天线理论与技术的突飞猛进，雷达的功能需求也在不停增加。当警戒搜索 雷达用窄波束探测广阔的目标空域时，需要耗费较长的扫描时间，这在瞬息万变的现代战争 中是极为不利的，但若是随意展宽波束的宽度，在降低辐射能量的同时也无法保证雷达分辨 力和测向精度[8]。

赋形波束天线解决了这个问题，它在一个方向上使用较宽的扇形波束，另一方向仍使用 窄波束，不仅大大缩短了扫描目标所需的时间，而且保证了较准确的测向精度以及较高的距 离分辨力，只需要借助反射面产生以特定形状的方向图。为了实现对目的范围的覆盖，得到 覆盖方位水平面方向的方向图，需要在天线俯仰平面上约束一定的作用距离和一定的俯仰角 范围，在俯仰面上的功率方向图和俯仰角角度的余割平方成正比的赋形波束天线称为余割平 方分布天线[13]。在实现对近飞机的追踪和对远距离飞机的探索、远距离控制以及讯息的传播 时，天线只要沿着飞机所在的位置旋转。

充分利用天线方向图是研究赋形波束天线技术中的常用手法，从本质上说就是根据天线 阵元的不同排列方式，计算各个天线单元的方位值和电流值，最终得到满足相应条件的天线 方向图[12]。赋形波束天线随着现代科技的发展越来越需要在实际工程中推广，对赋形波束天 线的研究也逐渐深入，现在已经有了傅里叶变换法、遗传算法、Woodward-Lawson 法、 Orchard- Elliott 法以及幅度相位加权法、驻相法、零点微扰法等分析方法[14]，可以有效实行天 线波束赋形。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com HFSS的Ku波段余割平方分布天线阵列设计研究(6):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_83502.html