【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及天線，具體涉及一種低副瓣波導縫隙天線設計方法。
技術介紹
1、隨著雷達抗干擾要求的提高，越來越需要低或超低副瓣天線。波導縫隙陣天線具有口面分布便于控制的優點，因此易于滿足天線低副瓣的要求，因此，廣泛應用于雷達、通信等領域。
2、一般選用泰勒綜合法設計各縫隙參數，但是由于設計方法有缺陷，未充分考慮縫隙之間的互耦等，設計的副瓣與理論泰勒綜合副瓣值有一定差距或無法實現更低的副瓣電平。
3、在論文《一款超低副瓣裂縫波導天線的設計》中，選取理論泰勒綜合副瓣值為-50db，而設計得到的天線副瓣電平為-42db。在論文《毫米波低副瓣波導窄邊縫隙行波陣的設計》中，選取理論泰勒綜合副瓣值為-40db，而設計得到的天線副瓣電平為-35db。一般泰勒綜合副瓣值為-40db時，帶來的增益損失為1.15db；泰勒綜合副瓣值為-35db時，增益損失為0.9db。因此這種與理論設計不一致的設計結果會造成額外的口面效率損失和天線增益下降。
4、在專利申請cn110287539b《一種波導縫隙陣列天線自動設計及優化方法》中，優化目標為理想縫隙導納，且輔助調整縫隙間距進行相位補償，設計的方向圖副瓣電平只有-29db，無法得到更低的副瓣電平。原因是優化目標不合適，縫隙口面幅相分布是影響輻射方向圖副瓣電平的直接原因而非縫隙導納。另外，調整縫隙間距表面上改變了縫隙口面處的相位分布，實際未能從根本上解決縫隙偏離諧振的問題，且造成縫隙的互耦環境更復雜，無法實現理想的口面分布及更低的副瓣電平。
5、因此，需要一種理
技術實現思路
1、本專利技術是為了解決口面效率損失、天線增益下降和副瓣設計與實際差異的問題，提供一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，首先根據天線縫隙數和目標副瓣電平得到天線理論口面場分布(即縫隙歸一化電導分布)，其次確定縫隙電導函數(即縫隙參數與歸一化電導之間的關系)，然后在充分考慮陣列不同縫隙單元之間的互耦和陣列邊緣效應的基礎上，通過數次迭代設計，使天線口面場分布逼近理論口面場分布，從而實現低副瓣波導縫隙陣列天線設計。天線形式可以是波導縫隙行波陣、駐波陣等，開縫單元可以是波導寬邊開縫單元，也可以是波導窄邊開縫單元。該方法尤其適用于電大尺寸波導縫隙陣天線的設計，可以節約設計時間，提高設計效率。該方法還可以擴展到任意口面場分布的天線陣設計中。
2、本專利技術提供一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，包括以下步驟：
3、s1、根據波導縫隙陣天線的縫隙數n、目標副瓣電平和泰勒離散口徑綜合方法類別得到歸一化縫隙激勵并推算得到各縫隙的理想電導值和波導縫隙陣天線的理想電導分布；
4、s2、建立導納參數提取模型，導納參數模型中包括至少兩個縫隙尺寸、縫隙間距、相鄰縫隙倒向均與實際相同的縫隙，通過電納是否為零判斷縫隙是否諧振并得到縫隙在諧振狀態下的歸一化等效電導與縫隙參數之間的關系，對縫隙參數和歸一化等效電導進行插值得到縫隙電導函數曲線；
5、縫隙參數為縫隙傾角和縫深或者縫隙偏移量和縫長；
6、當縫隙參數為縫隙傾角和縫深時，得到縫隙在諧振狀態下的歸一化等效電導與縫隙參數之間的關系具體方法為：固定初始縫隙傾角，使用hfss軟件的參數分析功能比較不同縫深時的等效電納，等效電納為零時對應的縫深h0為諧振縫深，得到在第一個縫隙傾角條件下的諧振縫深和歸一化等效電導；將縫隙傾角增加指定角度，得到第二個縫隙傾角條件下的諧振縫深和歸一化等效電導；將縫隙傾角繼續增加指定角度，直至達到縫隙傾角上限；對得到的縫隙傾角、諧振縫深和歸一化等效電導進行擬合得到縫隙電導函數曲線；
7、當縫隙參數為縫隙偏移量和縫長時，得到縫隙在諧振狀態下的歸一化等效電導與縫隙參數之間的關系具體方法為：固定初始縫隙偏移量，使用hfss軟件的參數分析功能比較不同縫長時的等效電納，等效電納為零時對應的縫長為諧振縫長，得到在第一個縫隙偏移量條件下的諧振縫長和歸一化等效電導；將縫隙偏移量增加指定大小，得到第二個縫隙偏移量條件下的諧振縫長和歸一化等效電導；將縫縫隙偏移量繼續增加指定角度，直至達到縫隙偏移量上限；對得到的縫隙偏移量、諧振縫長和歸一化等效電導進行擬合得到縫隙電導函數曲線；
8、s3、根據理想電導分布和縫隙電導函數曲線得到n個縫隙的初始參數，在仿真軟件hfss中建立包含n個縫隙的波導縫隙陣模型進行仿真，根據仿真結果提取縫隙口面幅相分布，并將縫隙口面幅相分布與理論口面幅相分布進行對比得到仿真幅相分布與理論幅相分布之間的幅度分布差值，構造幅度分布差值與縫隙傾角或縫隙偏移量之間的關系、相位差值與縫深或縫長之間的關系，根據差值調整縫隙參數再進行仿真；通過數次迭代設計，直至幅度分布差值差值和方向圖副瓣電平達到目標，一種低副瓣波導縫隙天線設計方法完成。
9、本專利技術所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，作為優選方式，波導縫隙陣天線的天線形式為波導縫隙行波陣或駐波陣。
10、本專利技術所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，作為優選方式，波導縫隙陣天線的天線單元為波導窄邊開縫或波導寬邊開縫。
11、本專利技術所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，作為優選方式，步驟s2中，當波導縫隙陣天線的天線單元為波導窄邊開縫時，縫隙參數為縫隙傾角和縫深，縫隙電導函數曲線為縫隙傾角、縫深與縫隙等效電導之間的關系曲線。
12、本專利技術所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，作為優選方式，步驟s2中，當波導縫隙陣天線的天線單元為波導寬邊開縫時，縫隙參數為縫隙偏移量和縫長，縫隙電導函數曲線為縫隙偏移量、縫長與縫隙等效電導之間的關系曲線。
13、本專利技術所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，作為優選方式，通過matlab軟件的非線性曲線擬合函數進行擬合得到縫隙電導函數曲線。
14、本專利技術所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，作為優選方式，低副瓣波導縫隙天線設計方法適用于以下任意一種口面場分布：泰勒分布、切比雪夫分布和余割平方分布。
15、本專利技術首先根據天線縫隙數和目標副瓣電平得到天線理論口面場分布(即縫隙歸一化電導分布)，其次確定縫隙電導函數(即縫隙參數與歸一化電導之間的關系)，然后在充分考慮陣列不同縫隙單元之間的互耦和陣列邊緣效應的基礎上，通過數次迭代設計，使天線口面場分布逼近理論口面場分布，從而實現低副瓣波導縫隙陣列天線設計。天線形式可以是波導縫隙行波陣、駐波陣等，開縫單元可以是波導寬邊開縫單元，也可以是波導窄邊開縫單元。該方法尤其適用于電大尺寸波導縫隙陣天線的設計，可以節約設計時間，提高設計效率。該方法還可以擴展到任意口面場分布的天線陣設計中。
16、本專利技術具有以下優點：
17、(1)本專利技術提出一種波導縫隙陣列設計的普適方法，運用matlab軟件進行縫隙電導函數擬合及縫隙尺寸及口面場數據分析處理，運用ansys?hfss仿真軟件進行天線模型的電磁仿真和口面幅相的提取，結合m本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：所述波導縫隙陣天線的天線形式為波導縫隙行波陣或駐波陣。
3.根據權利要求1所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：所述波導縫隙陣天線的天線單元為波導窄邊開縫或波導寬邊開縫。
4.根據權利要求3所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：步驟S2中，當所述波導縫隙陣天線的天線單元為波導窄邊開縫時，所述縫隙參數為縫隙傾角和縫深，所述縫隙電導函數曲線為縫隙傾角、縫深與縫隙等效電導之間的關系曲線。
5.根據權利要求3所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：步驟S2中，當所述波導縫隙陣天線的天線單元為波導寬邊開縫時，所述縫隙參數為縫隙偏移量和縫長，所述縫隙電導函數曲線為縫隙偏移量、縫長與縫隙等效電導之間的關系曲線。
6.根據權利要求1所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：通過Matlab軟件的非線性曲線擬合函數進行擬合得到所述縫隙電導函數曲線。
7.根
...【技術特征摘要】
1.一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：所述波導縫隙陣天線的天線形式為波導縫隙行波陣或駐波陣。
3.根據權利要求1所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：所述波導縫隙陣天線的天線單元為波導窄邊開縫或波導寬邊開縫。
4.根據權利要求3所述的一種低副瓣波導縫隙天線設計方法，其特征在于：步驟s2中，當所述波導縫隙陣天線的天線單元為波導窄邊開縫時，所述縫隙參數為縫隙傾角和縫深，所述縫隙電導函數曲線為縫隙傾角、縫深與縫隙等效電導之間的關系曲線。
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟明霞，史永康，于勇，丁克乾，丁曉磊，劉越東，
申請(專利權)人：北京遙測技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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