基于HFSS的波导裂缝天线有源导纳的计算方法

波导裂缝天线具有结构紧凑 机械强度好、馈电损耗小 辐射效率高等优点 因此在通信和雷达系统中得到广泛应用。
        波导裂缝天线的设计步骤通常是根据需要选择天线尺寸 裂缝形式 天线的口面分布以及馈电方式 在此基础上确定裂缝参数。其中非常重要的一步就是要确定辐射缝隙的导纳值与缝隙几何尺寸之间的关系天线的设计通常有实验测量和理论计算等方法，前者需要加工大量的不同结构尺寸的开缝波导段进行测试 拟合缝隙有源导纳和谐振长度与结构尺寸之间的关系曲线，既费时又费钱。后者主要基于 给出的一系列设计计算方法 需要复杂的理论公式进行推导和编程计算，工作量大，且仅适合小型天线阵的设计。而杨继松等人发展的方法仍然建立在理论基础上求解缝隙的有源导纳值和相应的谐振长度给出了利用基于有限元方法的软件提取波
导缝隙自导纳的方法，但没有进一步给出计算有源导纳值的方法。
        目前商业软件HFSS的应用已经普及，计算机容量和速度也极大提高 完全借助软件来设计波导天线阵因而成为可能。本文给出了一种根据传输线原理，结合仿真软件得到的散射参数，求解处于终端短路波导中任意位置的辐射缝隙自导纳值的方法，并且通过计算开多个相同缝隙的波导和多根相同缝隙波导的散射参数，以单个缝隙自导纳为初值 利用牛顿迭代法求解线阵中和面阵中的有源导纳值。利用Matlab所编写的程序算出考虑线阵中互耦和面阵中互耦情况下的有源导纳值与频率的关系曲线，进而得到谐振频率。根据此方法可以求得不同缝隙尺寸的有源导纳值，还可以很方便地一次性求得阵中，阵边缘等位置的缝隙有源导纳值。因此，这种方法的使用有效地提高了设计波导裂缝天线阵的效率。文中给出了这种方法设计的波导缝隙天线阵的实例，计算值与测量值相吻合，验证了这种方法的有效性。

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