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基于HFSS的波導裂縫天線有源導納的計算方法

波導裂縫天線具有結構緊湊 機械強度好、饋電損耗小 輻射效率高等優點 因此在通信和雷達系統中得到廣泛應用。
        波導裂縫天線的設計步驟通常是根據需要選擇天線尺寸 裂縫形式 天線的口面分布以及饋電方式 在此基礎上確定裂縫參數。其中非常重要的一步就是要確定輻射縫隙的導納值與縫隙幾何尺寸之間的關系天線的設計通常有實驗測量和理論計算等方法，前者需要加工大量的不同結構尺寸的開縫波導段進行測試 擬合縫隙有源導納和諧振長度與結構尺寸之間的關系曲線，既費時又費錢。后者主要基于 給出的一系列設計計算方法 需要復雜的理論公式進行推導和編程計算，工作量大，且僅適合小型天線陣的設計。而楊繼松等人發展的方法仍然建立在理論基礎上求解縫隙的有源導納值和相應的諧振長度給出了利用基于有限元方法的軟件提取波
導縫隙自導納的方法，但沒有進一步給出計算有源導納值的方法。
        目前商業軟件HFSS的應用已經普及，計算機容量和速度也極大提高 完全借助軟件來設計波導天線陣因而成為可能。本文給出了一種根據傳輸線原理，結合仿真軟件得到的散射參數，求解處于終端短路波導中任意位置的輻射縫隙自導納值的方法，并且通過計算開多個相同縫隙的波導和多根相同縫隙波導的散射參數，以單個縫隙自導納為初值 利用牛頓迭代法求解線陣中和面陣中的有源導納值。利用Matlab所編寫的程序算出考慮線陣中互耦和面陣中互耦情況下的有源導納值與頻率的關系曲線，進而得到諧振頻率。根據此方法可以求得不同縫隙尺寸的有源導納值，還可以很方便地一次性求得陣中，陣邊緣等位置的縫隙有源導納值。因此，這種方法的使用有效地提高了設計波導裂縫天線陣的效率。文中給出了這種方法設計的波導縫隙天線陣的實例，計算值與測量值相吻合，驗證了這種方法的有效性。

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