HFSS天线设计高级培训教程第九章平面口径的辐射

更新时间：2023-11-15 22:00:49 大小：527K 上传用户：xuzhen1 查看TA发布的资源 标签：hfss 天线 下载积分：2分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

HFSS天线设计高级培训教程第九章平面口径的辐射矩形口径的辐射问题，常见的有矩形波导口天线、E 面扇形喇叭、H 面扇形喇叭、和角锥喇叭等，如图 9-1 所示： (a)开口波导 (b)H 面扇形喇叭 (c)E 面扇形喇叭图 9-1 矩形口径天线矩形口径面上的电磁场一般是线极化的。通常设电场矢量为 y 轴方向。磁场矢量为 x 轴方向。这相当于横电磁波垂直投射到口径面上的情况。由式(8.32)可见。要计算口径天线的辐射场，只须知道口径面上的电场分布即可，如上三种矩形口径，其口径面上的电场分布是各不相同的，而且喇叭天线口径面上场的相位并不同相。为简单起见，这一节主要讨论口径场相位同相，幅度为各种典型分布的情况。 Esy 一、口径场为均匀分布设矩形口径如图 9-2 所示，其均匀分布的口径场表示为 9.3 口径场相位分布对方向图的影响前面讨论的口径场辐射，是假设平面口径上的相位分布是同相的。口径上相位分布为同相的情况，是在大多数口面天线设计中所希望的。因为，若口径场相位为不同相分布的话，其结果将使方向图指向发生偏移，主瓣变宽，副瓣电平变高，增益下降。在工程实际中，有的天线结构本身，就使得其口径面上的场相位不同相。如 E 面喇叭、H 面喇叭和角锥喇叭、圆锥喇叭等。有的天线在设计时是使口径上场相位同相，但由于机械加工误差，使得口径上场相位不同相。因此，这一节主要讨论口径场相位分布对辐射方向图的影响。设口径面处于 xy 平面内。对大多数情况，口径场分布是可分离变量的，即口径场相位为平方律分布若球面波或柱面波投射到平面口径上时，则在平面口径上将形成近似的平方律相位分布。图 9-14 为一个 H 面扇形喇叭截面图。设在喇叭内传播的是柱面波，当电磁波传播到口径处时，其等相位线是以喇叭张角虚顶点O′为圆心，半径为 R 的一段内切圆弧。若以口径面中心点O为相位参考点，则在偏离中心点的 x 处的波程差为δ (x)，有讨论：① 图 9-11 给出了矩形口径，场振幅均匀，相位为平方律分布的方向图。与同相口径比较，当 P215 ψ2 ≤ π /8时，方向图变化不大，当ψ2 ≥ π / 4 时，方向图畸变较大，口径效率v 随ψ 2 的增大而降低，见图 9-12。 ②如果口径场不等幅，而按余弦分布，则平方律相位分布与同相口径相比，则对方向图影响要小些。虽然平方律相位分布在口径边缘较大，但幅度在边缘较小。因此，即使 2 3 / 2 ψ π = 时，辐射波束也未分裂，只是使方向图主瓣变宽，见图 9-13。 P216 3．口径相位为立方律分布在天线技术中，口径场的立方律相位分布通常是和线性相位分布同时产生。例如在抛物反射面天线中，馈源横向偏焦时，既要出现线性相位分布，也会出现立方律相位分布。见 P286 式(11.115b)。按立方律相位变化的场，在数学处理上十分复杂，在此只给出结论性的说明。 ■口径场为等幅、相位按立方律变化的场方向图，主瓣波束指向不再是口径法线方向，而偏向口径相位滞后的一方，方向图畸变成不对称图形。见 P216 图 9-14， ■口径效率减小，但减小的幅度比平方律相位分布的要小一些。比较图 9-15 和图 9-12。 ·在口径上相位按立方律变化的方向，若场是减小分布的，则相位变化影响较小。不管口径面上场的相位按何种规律变化，工程上一般要求口径边缘的最大相位偏差(相对于口径面中心点)为