陳曉鵬+陳文俊+石磊

摘 要： 為了快速設(shè)計(jì)波導(dǎo)窄邊斜縫行波陣列天線，采用理論計(jì)算結(jié)合軟件仿真的方法。利用電磁仿真軟件HFSS模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ，得到裂縫電導(dǎo)函數(shù)。初始設(shè)計(jì)完成后，比較仿真結(jié)果口徑分布和理論口徑分布的差異，微調(diào)裂縫尺寸參數(shù)使天線口面幅度逼近設(shè)計(jì)值。設(shè)計(jì)了一個(gè)47陣元行波線陣，并采用兩根波導(dǎo)對(duì)稱放置抑制交叉極化。Taylor綜合副瓣值為-30 dB，仿真得到的最大副瓣值為-24.8 dB，波瓣寬度為2.2°，增益為24.6 dB。

關(guān)鍵詞： 波導(dǎo)窄邊斜縫； 行波陣； 口徑分布； 交叉極化

中圖分類號(hào)： TN82?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）07?0086?03

Design of waveguide narrow?side inclined slot non?resonant array antenna

CHEN Xiao?peng， CHEN Wen?jun， SHI Lei

（Nanjing Marine Radar Institute， Nanjing 210015， China）

Abstract： Theoretical computation and software simulation are combined to design waveguide narrow?side inclined slot non?resonant array antenna quickly. The electromagnetic simulation software HFSS is used to simulate the experimentation for getting the slot conductance function. After the initial design， the inclination angles and depth of the slots are adjusted to make actinal surface amplitude of the antenna approach the design value according to the difference got by comparing the simulated field distribution with the theoretical distribution. A non?resonant linear array antenna with 47 array elements was designed. Another slot array was placed symmetrically to restrain the cross polarization. The simulated max side lobe is -24.8 dB while Taylor comprehensive side lobe is -30 dB. The HPBW is 2.2° and the gain is 24.6 dB.

Keywords： waveguide sidewall inclined slot array； non?resonant array； field distribution； cross polarization

0 引 言

波導(dǎo)窄邊裂縫天線以其口徑效率高、饋電簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、易加工等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于軍民用雷達(dá)、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域[1?4]。在設(shè)計(jì)此類天線時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)天線的增益、副瓣電平等特性，確定天線工作形式以及天線長(zhǎng)度、裂縫個(gè)數(shù)、裂縫偏轉(zhuǎn)角度和裂縫切入寬邊深度等參數(shù)；其次，要抑制裂縫傾斜產(chǎn)生的交叉極化分量。本文根據(jù)Taylor線源分布確定各裂縫電導(dǎo)；借助商業(yè)電磁仿真軟件HFSS的參數(shù)掃描及優(yōu)化功能，提取“裂縫電導(dǎo)函數(shù)”；在初始設(shè)計(jì)完成后，對(duì)整個(gè)線陣進(jìn)行仿真，微調(diào)陣中部分陣元的傾角和切入深度參數(shù)，使各單元幅度分布逼近理論口徑分布。

1 天線設(shè)計(jì)

1.1 確定裂縫電導(dǎo)分布

波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣的示意圖及等效電路圖分別如圖1，圖2所示。

圖1 波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣示意圖

圖2 波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣等效電路圖

各符號(hào)意義如下：[yi=gi+jbi，]表示第[i]個(gè)裂縫的歸一化導(dǎo)納；[y+i=g+i+jb+i，]表示第[i]個(gè)裂縫右邊向負(fù)載端看去的歸一化導(dǎo)納；[y-i=yi+y+i，]表示第[i]個(gè)裂縫左邊向負(fù)載端看去的歸一化導(dǎo)納；[pri]表示第[i]個(gè)裂縫的輻射功率；[p+i]表示第[i]個(gè)裂縫右邊向負(fù)載傳輸?shù)墓β?；[p-i]表示第[i]個(gè)裂縫左邊向負(fù)載傳輸?shù)墓β?。這里的裂縫導(dǎo)納是計(jì)入裂縫間互耦后的等效導(dǎo)納，功率指有功功率。設(shè)[α]為波導(dǎo)衰減常數(shù)，則波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)男胁üβ式?jīng)過(guò)間距[d]后減小到[q]倍：[q=e-2αd]。波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣中第[i]個(gè)裂縫的歸一化電導(dǎo)[gi]的計(jì)算公式[5]為：

[gi=（a2iq-j+1）1erj=1Na2j-j=1ia2jq-j+1] （1）

式中：[ai]代表給定的第[i]個(gè)裂縫的口徑激勵(lì)系數(shù)（[pri∝a2i]），根據(jù)此式，[gi]可直接由給定的口徑分布和天線輻射效率[er]算出。

應(yīng)用Taylor口徑綜合法，得到一個(gè)使副瓣電平為-30 dB，等副瓣個(gè)數(shù)為5的47元波導(dǎo)裂縫陣列天線的口徑分布。選定[er]的值，根據(jù)理論口徑分布曲線和公式（1），計(jì)算出需要實(shí)現(xiàn)的電導(dǎo)分布圖如圖3所示。

圖3 裂縫電導(dǎo)分布

1.2 提取裂縫電導(dǎo)函數(shù)

在設(shè)計(jì)中通過(guò)仿真得出[S]參數(shù)，依據(jù)[S]參數(shù)計(jì)算出裂縫電導(dǎo)，可獲得較理想的裂縫電導(dǎo)函數(shù)。應(yīng)用高頻電磁仿真軟件HFSS建立用于提取參數(shù)的波導(dǎo)裂縫陣列模型，裂縫單元數(shù)[N、]相鄰裂縫間距、裂縫寬度與所要設(shè)計(jì)的天線相同，所有裂縫傾角相等，相鄰裂縫交替倒向。根據(jù)仿真得到的終端匹配負(fù)載吸收的相對(duì)功率，得到單個(gè)裂縫在陣中的平均電導(dǎo)值。采用行波近似，計(jì)算公式如下[6] ：

[g=γL-1N-1] （2）

匹配負(fù)載的相對(duì)吸收功率[γL]用[S]參數(shù)表示為：

[γL=S2121-S112] （3）

在仿真模型中選定裂縫傾角，對(duì)裂縫切深進(jìn)行參數(shù)掃描，當(dāng)歸一化電導(dǎo)值達(dá)到最大時(shí)記錄此時(shí)的電導(dǎo)和切深值。重復(fù)此工作得到不同傾角裂縫對(duì)應(yīng)的諧振歸一化電導(dǎo)和切入深度。

對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到裂縫電導(dǎo)函數(shù)。由裂縫電導(dǎo)函數(shù)得到任意歸一化電導(dǎo)值所對(duì)應(yīng)的裂縫尺寸，根據(jù)圖3的理論電導(dǎo)分布得到波導(dǎo)窄邊裂縫陣列天線的幾何參數(shù)分布。

圖4 裂縫傾角和切入深度分布

1.3 微調(diào)口徑分布

設(shè)計(jì)一個(gè)工作頻率為9 410 MHz，線陣長(zhǎng)度為952 mm，波束偏離波導(dǎo)法向5°的波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣。首先依據(jù)文獻(xiàn)[1]中的方法，選定裂縫間距；然后按照?qǐng)D4中的裂縫參數(shù)，在HFSS中建模仿真，取BJ?100波導(dǎo)，裂縫寬度2 mm。

直接將計(jì)算出的傾角、切入深度參數(shù)作為設(shè)計(jì)參數(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)口徑分布；在某些裂縫處，口徑分布出現(xiàn)了較大誤差[7]，需要微調(diào)。因?yàn)榱芽p傾角越大，裂縫輻射能力越大，所以，對(duì)仿真口徑幅度小于理論口徑幅度的裂縫，適當(dāng)增大其傾角；對(duì)仿真口徑幅度大于目標(biāo)口徑幅度的裂縫，適當(dāng)減小其傾角。經(jīng)過(guò)幾次微調(diào)后，得到如圖5所示的口徑分布圖。

圖5 口徑分布對(duì)比圖

微調(diào)時(shí)需要注意兩點(diǎn)：

第一，微調(diào)角度不宜過(guò)大，且每次只對(duì)一個(gè)裂縫進(jìn)行微調(diào)。對(duì)某一個(gè)裂縫傾角調(diào)整地過(guò)大或同時(shí)調(diào)整兩個(gè)以上裂縫傾角會(huì)對(duì)互耦環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，使其他裂縫口徑分布產(chǎn)生更大的惡化。

第二，盡量只微調(diào)陣列兩端的裂縫。圖4顯示，陣列兩端的裂縫傾角比中間小，傾角大小在15°以下的裂縫切入深度基本一致。盡量只微調(diào)陣列兩端的裂縫，可以不用調(diào)整對(duì)應(yīng)的切入深度，以免不能達(dá)到優(yōu)化口徑分布的目的。

微調(diào)前仿真口徑分布曲線與理論口徑分布曲線的相關(guān)系數(shù)為0.982 7，微調(diào)之后達(dá)到0.993 1。

2 抑制交叉極化

將兩個(gè)窄邊裂縫波導(dǎo)對(duì)置來(lái)抑制交叉極化[8]，在兩排裂縫波導(dǎo)之間加裝[λ4]扼流槽[9]，對(duì)應(yīng)裂縫傾斜角相反，兩根波導(dǎo)等幅反相饋電。如圖6所示。

圖6 抑制交叉極化

從圖7中可以看出，抑制前，交叉極化瓣最大值達(dá)到-15 dB左右，抑制后降低到-40 dB。

圖7 交叉極化抑制效果對(duì)比

3 仿真結(jié)果

圖8是仿真結(jié)果方向圖，主瓣最大值出現(xiàn)在-5°，增益達(dá)到24.6 dB，最大副瓣達(dá)到-24.8 dB， 波瓣寬度為2.2°。兩根波導(dǎo)的VSWR<1.06帶寬均達(dá)到100 MHz。在中心頻率處，兩根波導(dǎo)的[S21]參數(shù)分別為-11.5 dB和-11.7 dB。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文先確定幅度分布，再導(dǎo)出歸一化電導(dǎo)分布，利用HFSS高頻電磁仿真軟件的參數(shù)掃描功能提取裂縫電導(dǎo)函數(shù)，最后計(jì)算裂縫參數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)47陣元的波導(dǎo)窄邊傾斜裂縫行波陣列天線。仿真驗(yàn)證后，微調(diào)裂縫參數(shù)使口徑分布逼近設(shè)計(jì)值，使用兩個(gè)波導(dǎo)對(duì)稱放置的方法來(lái)抑制交叉極化。仿真結(jié)果表明此方法具有應(yīng)用價(jià)值。

圖8 仿真結(jié)果方向圖

參考文獻(xiàn)

[1] 盧萬(wàn)錚.天線理論與技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

[2] ELLIOTT R S. Antenna theory and design [M]. Englewood Cliffs： Prentice Hall， 1981.

[3] 林昌祿，聶在平.天線工程手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[4] 馬漢炎.天線技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997.

[5] 鐘順時(shí).波導(dǎo)窄邊裂縫天線的設(shè)計(jì)[J].西北電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào)，1976，1（1）：165?168.

[6] 史永康.窄邊波導(dǎo)縫隙行波陣的低副瓣設(shè)計(jì)[J].遙測(cè)遙控，2009，30（6）：21?24.

[7] 詹珍賢，張軼江，何誠(chéng).毫米波波導(dǎo)窄邊斜縫駐波陣天線的設(shè)計(jì)[J].電子信息對(duì)抗技術(shù)，2013，7（4）：69?72.

[8] 方正新，張玉梅.S波段低副瓣波導(dǎo)裂縫陣列天線設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（5）：67?69.

[9] 邱磊.波導(dǎo)窄邊縫隙陣分析與設(shè)計(jì)[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)，2008.

圖3 裂縫電導(dǎo)分布

1.2 提取裂縫電導(dǎo)函數(shù)

在設(shè)計(jì)中通過(guò)仿真得出[S]參數(shù)，依據(jù)[S]參數(shù)計(jì)算出裂縫電導(dǎo)，可獲得較理想的裂縫電導(dǎo)函數(shù)。應(yīng)用高頻電磁仿真軟件HFSS建立用于提取參數(shù)的波導(dǎo)裂縫陣列模型，裂縫單元數(shù)[N、]相鄰裂縫間距、裂縫寬度與所要設(shè)計(jì)的天線相同，所有裂縫傾角相等，相鄰裂縫交替倒向。根據(jù)仿真得到的終端匹配負(fù)載吸收的相對(duì)功率，得到單個(gè)裂縫在陣中的平均電導(dǎo)值。采用行波近似，計(jì)算公式如下[6] ：

[g=γL-1N-1] （2）

匹配負(fù)載的相對(duì)吸收功率[γL]用[S]參數(shù)表示為：

[γL=S2121-S112] （3）

在仿真模型中選定裂縫傾角，對(duì)裂縫切深進(jìn)行參數(shù)掃描，當(dāng)歸一化電導(dǎo)值達(dá)到最大時(shí)記錄此時(shí)的電導(dǎo)和切深值。重復(fù)此工作得到不同傾角裂縫對(duì)應(yīng)的諧振歸一化電導(dǎo)和切入深度。

對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到裂縫電導(dǎo)函數(shù)。由裂縫電導(dǎo)函數(shù)得到任意歸一化電導(dǎo)值所對(duì)應(yīng)的裂縫尺寸，根據(jù)圖3的理論電導(dǎo)分布得到波導(dǎo)窄邊裂縫陣列天線的幾何參數(shù)分布。

圖4 裂縫傾角和切入深度分布

1.3 微調(diào)口徑分布

設(shè)計(jì)一個(gè)工作頻率為9 410 MHz，線陣長(zhǎng)度為952 mm，波束偏離波導(dǎo)法向5°的波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣。首先依據(jù)文獻(xiàn)[1]中的方法，選定裂縫間距；然后按照?qǐng)D4中的裂縫參數(shù)，在HFSS中建模仿真，取BJ?100波導(dǎo)，裂縫寬度2 mm。

直接將計(jì)算出的傾角、切入深度參數(shù)作為設(shè)計(jì)參數(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)口徑分布；在某些裂縫處，口徑分布出現(xiàn)了較大誤差[7]，需要微調(diào)。因?yàn)榱芽p傾角越大，裂縫輻射能力越大，所以，對(duì)仿真口徑幅度小于理論口徑幅度的裂縫，適當(dāng)增大其傾角；對(duì)仿真口徑幅度大于目標(biāo)口徑幅度的裂縫，適當(dāng)減小其傾角。經(jīng)過(guò)幾次微調(diào)后，得到如圖5所示的口徑分布圖。

圖5 口徑分布對(duì)比圖

微調(diào)時(shí)需要注意兩點(diǎn)：

第一，微調(diào)角度不宜過(guò)大，且每次只對(duì)一個(gè)裂縫進(jìn)行微調(diào)。對(duì)某一個(gè)裂縫傾角調(diào)整地過(guò)大或同時(shí)調(diào)整兩個(gè)以上裂縫傾角會(huì)對(duì)互耦環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，使其他裂縫口徑分布產(chǎn)生更大的惡化。

第二，盡量只微調(diào)陣列兩端的裂縫。圖4顯示，陣列兩端的裂縫傾角比中間小，傾角大小在15°以下的裂縫切入深度基本一致。盡量只微調(diào)陣列兩端的裂縫，可以不用調(diào)整對(duì)應(yīng)的切入深度，以免不能達(dá)到優(yōu)化口徑分布的目的。

微調(diào)前仿真口徑分布曲線與理論口徑分布曲線的相關(guān)系數(shù)為0.982 7，微調(diào)之后達(dá)到0.993 1。

2 抑制交叉極化

將兩個(gè)窄邊裂縫波導(dǎo)對(duì)置來(lái)抑制交叉極化[8]，在兩排裂縫波導(dǎo)之間加裝[λ4]扼流槽[9]，對(duì)應(yīng)裂縫傾斜角相反，兩根波導(dǎo)等幅反相饋電。如圖6所示。

圖6 抑制交叉極化

從圖7中可以看出，抑制前，交叉極化瓣最大值達(dá)到-15 dB左右，抑制后降低到-40 dB。

圖7 交叉極化抑制效果對(duì)比

3 仿真結(jié)果

圖8是仿真結(jié)果方向圖，主瓣最大值出現(xiàn)在-5°，增益達(dá)到24.6 dB，最大副瓣達(dá)到-24.8 dB， 波瓣寬度為2.2°。兩根波導(dǎo)的VSWR<1.06帶寬均達(dá)到100 MHz。在中心頻率處，兩根波導(dǎo)的[S21]參數(shù)分別為-11.5 dB和-11.7 dB。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文先確定幅度分布，再導(dǎo)出歸一化電導(dǎo)分布，利用HFSS高頻電磁仿真軟件的參數(shù)掃描功能提取裂縫電導(dǎo)函數(shù)，最后計(jì)算裂縫參數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)47陣元的波導(dǎo)窄邊傾斜裂縫行波陣列天線。仿真驗(yàn)證后，微調(diào)裂縫參數(shù)使口徑分布逼近設(shè)計(jì)值，使用兩個(gè)波導(dǎo)對(duì)稱放置的方法來(lái)抑制交叉極化。仿真結(jié)果表明此方法具有應(yīng)用價(jià)值。

圖8 仿真結(jié)果方向圖

參考文獻(xiàn)

[1] 盧萬(wàn)錚.天線理論與技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

[2] ELLIOTT R S. Antenna theory and design [M]. Englewood Cliffs： Prentice Hall， 1981.

[3] 林昌祿，聶在平.天線工程手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[4] 馬漢炎.天線技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997.

[5] 鐘順時(shí).波導(dǎo)窄邊裂縫天線的設(shè)計(jì)[J].西北電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào)，1976，1（1）：165?168.

[6] 史永康.窄邊波導(dǎo)縫隙行波陣的低副瓣設(shè)計(jì)[J].遙測(cè)遙控，2009，30（6）：21?24.

[7] 詹珍賢，張軼江，何誠(chéng).毫米波波導(dǎo)窄邊斜縫駐波陣天線的設(shè)計(jì)[J].電子信息對(duì)抗技術(shù)，2013，7（4）：69?72.

[8] 方正新，張玉梅.S波段低副瓣波導(dǎo)裂縫陣列天線設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（5）：67?69.

[9] 邱磊.波導(dǎo)窄邊縫隙陣分析與設(shè)計(jì)[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)，2008.

圖3 裂縫電導(dǎo)分布

1.2 提取裂縫電導(dǎo)函數(shù)

在設(shè)計(jì)中通過(guò)仿真得出[S]參數(shù)，依據(jù)[S]參數(shù)計(jì)算出裂縫電導(dǎo)，可獲得較理想的裂縫電導(dǎo)函數(shù)。應(yīng)用高頻電磁仿真軟件HFSS建立用于提取參數(shù)的波導(dǎo)裂縫陣列模型，裂縫單元數(shù)[N、]相鄰裂縫間距、裂縫寬度與所要設(shè)計(jì)的天線相同，所有裂縫傾角相等，相鄰裂縫交替倒向。根據(jù)仿真得到的終端匹配負(fù)載吸收的相對(duì)功率，得到單個(gè)裂縫在陣中的平均電導(dǎo)值。采用行波近似，計(jì)算公式如下[6] ：

[g=γL-1N-1] （2）

匹配負(fù)載的相對(duì)吸收功率[γL]用[S]參數(shù)表示為：

[γL=S2121-S112] （3）

在仿真模型中選定裂縫傾角，對(duì)裂縫切深進(jìn)行參數(shù)掃描，當(dāng)歸一化電導(dǎo)值達(dá)到最大時(shí)記錄此時(shí)的電導(dǎo)和切深值。重復(fù)此工作得到不同傾角裂縫對(duì)應(yīng)的諧振歸一化電導(dǎo)和切入深度。

對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到裂縫電導(dǎo)函數(shù)。由裂縫電導(dǎo)函數(shù)得到任意歸一化電導(dǎo)值所對(duì)應(yīng)的裂縫尺寸，根據(jù)圖3的理論電導(dǎo)分布得到波導(dǎo)窄邊裂縫陣列天線的幾何參數(shù)分布。

圖4 裂縫傾角和切入深度分布

1.3 微調(diào)口徑分布

設(shè)計(jì)一個(gè)工作頻率為9 410 MHz，線陣長(zhǎng)度為952 mm，波束偏離波導(dǎo)法向5°的波導(dǎo)窄邊裂縫行波陣。首先依據(jù)文獻(xiàn)[1]中的方法，選定裂縫間距；然后按照?qǐng)D4中的裂縫參數(shù)，在HFSS中建模仿真，取BJ?100波導(dǎo)，裂縫寬度2 mm。

直接將計(jì)算出的傾角、切入深度參數(shù)作為設(shè)計(jì)參數(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)口徑分布；在某些裂縫處，口徑分布出現(xiàn)了較大誤差[7]，需要微調(diào)。因?yàn)榱芽p傾角越大，裂縫輻射能力越大，所以，對(duì)仿真口徑幅度小于理論口徑幅度的裂縫，適當(dāng)增大其傾角；對(duì)仿真口徑幅度大于目標(biāo)口徑幅度的裂縫，適當(dāng)減小其傾角。經(jīng)過(guò)幾次微調(diào)后，得到如圖5所示的口徑分布圖。

圖5 口徑分布對(duì)比圖

微調(diào)時(shí)需要注意兩點(diǎn)：

第一，微調(diào)角度不宜過(guò)大，且每次只對(duì)一個(gè)裂縫進(jìn)行微調(diào)。對(duì)某一個(gè)裂縫傾角調(diào)整地過(guò)大或同時(shí)調(diào)整兩個(gè)以上裂縫傾角會(huì)對(duì)互耦環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，使其他裂縫口徑分布產(chǎn)生更大的惡化。

第二，盡量只微調(diào)陣列兩端的裂縫。圖4顯示，陣列兩端的裂縫傾角比中間小，傾角大小在15°以下的裂縫切入深度基本一致。盡量只微調(diào)陣列兩端的裂縫，可以不用調(diào)整對(duì)應(yīng)的切入深度，以免不能達(dá)到優(yōu)化口徑分布的目的。

微調(diào)前仿真口徑分布曲線與理論口徑分布曲線的相關(guān)系數(shù)為0.982 7，微調(diào)之后達(dá)到0.993 1。

2 抑制交叉極化

將兩個(gè)窄邊裂縫波導(dǎo)對(duì)置來(lái)抑制交叉極化[8]，在兩排裂縫波導(dǎo)之間加裝[λ4]扼流槽[9]，對(duì)應(yīng)裂縫傾斜角相反，兩根波導(dǎo)等幅反相饋電。如圖6所示。

圖6 抑制交叉極化

從圖7中可以看出，抑制前，交叉極化瓣最大值達(dá)到-15 dB左右，抑制后降低到-40 dB。

圖7 交叉極化抑制效果對(duì)比

3 仿真結(jié)果

圖8是仿真結(jié)果方向圖，主瓣最大值出現(xiàn)在-5°，增益達(dá)到24.6 dB，最大副瓣達(dá)到-24.8 dB， 波瓣寬度為2.2°。兩根波導(dǎo)的VSWR<1.06帶寬均達(dá)到100 MHz。在中心頻率處，兩根波導(dǎo)的[S21]參數(shù)分別為-11.5 dB和-11.7 dB。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文先確定幅度分布，再導(dǎo)出歸一化電導(dǎo)分布，利用HFSS高頻電磁仿真軟件的參數(shù)掃描功能提取裂縫電導(dǎo)函數(shù)，最后計(jì)算裂縫參數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)47陣元的波導(dǎo)窄邊傾斜裂縫行波陣列天線。仿真驗(yàn)證后，微調(diào)裂縫參數(shù)使口徑分布逼近設(shè)計(jì)值，使用兩個(gè)波導(dǎo)對(duì)稱放置的方法來(lái)抑制交叉極化。仿真結(jié)果表明此方法具有應(yīng)用價(jià)值。

圖8 仿真結(jié)果方向圖

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