基于車(chē)載雷達系統的波導縫隙天線(xiàn)方案設計

　　1.3 影響天線(xiàn)性能的因素

　　應用以上所計算出來(lái)的結果來(lái)進(jìn)行天線(xiàn)的設計，還必須考慮縫隙間的互耦問(wèn)題;若不考慮互耦，將使天線(xiàn)口徑面的幅度分布和相位分布變壞，同時(shí)也將惡化天線(xiàn)的輸入端匹配。近年來(lái)隨著(zhù)計算機輔助技術(shù)的飛速發(fā)展，在設計比較小的縫隙陣列時(shí)，通過(guò)仿真得到近場(chǎng)數據的近場(chǎng)診斷法越來(lái)越受到重視。在縫隙數為4的情況下，根據上面得出的參數，結合CST軟件中參數掃描的功能，能夠快速地找到準確的電參數，大大提高了設計的效率。

　　串聯(lián)縫隙與縱向縫隙相比，由于其角度偏轉的原因，其交叉極化輻射要比縱向縫隙高，這會(huì )帶來(lái)副瓣電平的升高和增益的降低，仿真結果也證實(shí)了這一點(diǎn)，而這是我們在設計中所不希望看到的，需要采取措施抑制交叉極化輻射。在本設計中，采用在每個(gè)縫隙上方加一個(gè)小波導口的辦法，小波導的傳播方向垂直于縫隙所在的平面。在不增加其傳播方向長(cháng)度的情況下，通過(guò)控制小波導的寬邊尺寸，使其截止波長(cháng)小于縫隙在交叉極化方向上傳播模的截止波長(cháng)，來(lái)抑制交叉極化電平。為進(jìn)一步降低交叉極化電平，同時(shí)也對主瓣波形進(jìn)行調整，參照仿真結果，可在小波導口中間插入金屬片來(lái)進(jìn)一步減小其寬邊尺寸，仿真結果表明，該方法能有效地降低交叉極化所帶來(lái)的影響。

　　2 建模與仿真

　　本文在設計波導縫隙天線(xiàn)的過(guò)程中，設計中的數值仿真都是在CST時(shí)域求解器的環(huán)境中完成的。

　　2.1 天線(xiàn)模型的建立

　　輻射波導選用的尺寸是22.86×10.16mm，縫一側的波導壁厚1mm，縫寬為2mm，波導兩端為理想短路面;截止波導16×8mm。建立模型，其框架圖如圖3所示：

　　其中黑色標記處為同軸線(xiàn)中心饋電點(diǎn);輻射口上方的方形材料為天線(xiàn)罩;從左到右縫隙的編號依次為1～4。

　　2.2 仿真結果分析

　　仿真中將縫長(cháng)l和傾角β設置成變量，l的初始值取λ/2，利用CST的參數掃描功能，對縫隙長(cháng)度和傾角進(jìn)行掃描。通過(guò)設置合理的步長(cháng)，能夠加快掃描進(jìn)度，減少計算時(shí)間。由于本設計采用的是同軸線(xiàn)中心饋電，需要考慮阻抗匹配的問(wèn)題，否則會(huì )在與波導的連接處產(chǎn)生反射，影響天線(xiàn)的性能。根據λ/4阻抗變換的原理，在仿真中通過(guò)改變同軸線(xiàn)內導體探針的長(cháng)度來(lái)進(jìn)行匹配，觀(guān)察端口模式當同軸線(xiàn)輸入阻抗為50 Ω時(shí)即認為達到了所需的效果，經(jīng)過(guò)仿真得到同軸線(xiàn)內導體探針長(cháng)度為8.5mm。并在此基礎上仿真得到縫隙的參數如下：

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