由于脊波导中在脊附近的主模场分布相对集中，我们在计算加脊波导单位长 度下的分布电容和分布电感时一般采用的是准静态法[15]。计算出了分布电容及 分布电感后，我们便可以计算到脊波导的谐振波长（即截止波长）。下面简单介 绍这种方法：

图 2-4 单脊波导（左）以及双脊波导（右）的横截面图

图 2-5 脊波导工作在主模时的等效电路

脊形波导的横截面结构如图 2-4 所示 。其中，左图为单脊波导的横截面示 意图，右图为双脊波导的横截面示意图。根据脊波导具有在脊附近的主模场分布 相对集中的特点，我们可以描绘出单脊波导的包括所有参数的等效电路。电路图 如图 2-5 所示。在这里面，等效电容可以分为两部分。第一个部分是电场相对集中的凸脊部分所形成的平板电容 Cp。第二个部分是在棱角处由于不均匀的电场 而形成的边缘电容 Ce 。并且在磁场集中的脊的棱边两侧，其单位长度的电感的

[8]值均为 Lo   。由平板电容的原理可知:

其中=d/b，于是单位长度的总电容为 C=Cp+2Ce 而单位长度的等效总电感：

其中波导中介质磁导率为μ。 由此可得截止频率：

而对于双脊波导，其主要的场结构即是位于窄边 b 中心处，沿平行于长边 a 的位置。而这个场的结构又相当于理想电壁。为了减少这种结构在计算上所带来 的不便，我们将一块理想的金属板加入双脊波导中。这块金属板将双脊波导分为 了两个部分，这样双脊波导就演变为两个单脊波导。通过这种手段，对双脊波导 的研究问题就可以化为对单脊波导的研究问题来解决了。只不过此时 b 和 d 不再 是原来的值，此时 b 变为 b/2，d 也变为 d/2。但是计算公式仍然按照公式（2-4）。

除此之外，在实际的具体设计时，我们可以根据公式（2-4）先得出相应的 脊波导的截止频率，然后通过仿真软件辅助进行精确优化。

2。2。2 脊波导的主要参数

脊波导的主要参数包括脊波导的截止波长、主模截止带宽以及波导的特性阻 抗。下面结合公式的推导来介绍脊波导的主要参数。

（1）脊波导的截止波长

在分析单脊波导的参数时我们遇到了一些问题，在脊波导的参数的求解中， 由于天线的边界条件比较复杂。如果直接求解场方程，这将会使求解过程变得非 常复杂。通常采取的方法是采用横向谐振法求出它的截止波长λc 及其他特性参 数[16]。

在本文 2。2。1 中提到，当脊波导的两侧臂之间会产生横向谐振。而当横向谐 振产生时，天线的工作波长就会等于天线的截止波长。此外，天线对应的工作频 率即为谐振频率即截止频率[17]。因此根据这一原理我们就可确定脊波导的截止 波长为：

其中式中的 a1、a2、b1、b2 为脊波导的几何尺寸参数； Cf 为脊棱角边缘的电容

值，其值由以下公式计算：

式中 b2/b1 脊波导的波导波长为：

（2）脊波导的主模工作带宽

通常将脊波导的主模截止波长与邻近高次模的截止波长的比值为脊波导的主 模工作带宽[18]。

大量的实验证明，脊波导的 TE20 模的截止波长总是大于 TE30 模。并且与此 同时，我们还知道脊波导的理论工作带宽为We =CTE10 / CTE20。所以，根据这一点， 我们利用查表的方法可以得到 TE10 模的截止波长 CTE10 以及 TE20 模的截止波长 CTE20，论文网

将它们代入式中，我们可以进一步求得脊波导的理论工作带宽We

事实上，脊波导的有用工作带宽 Wf  小于理论工作带宽We 。根据以上的推导 HFSS喇叭天线的设计与分析(5):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_99106.html