邊緣輻射

考慮到頻寬性能最優,每根駐波陣波導上的裂縫單元數應儘量均勻,因此短路板造成的不等間距具有很強的周期性。 在X波段,短路板的厚度一般為1mm,表現為輻射裂縫的電平有微小的下降,輸入口的阻抗有微小的變化,實際工程中可忽略。 在常用的半高波導情況下,短路板對相鄰裂縫的影響,主要考慮TE20模。

邊緣輻射:在輻射裂縫陣列布局上滿足λg/2的均勻陣列間距要求,而在波導內部短路板的內壁到相鄰裂縫中心的距離為λg/4-d/2,不能滿足駐波陣的要求,如圖2(a);(2)保證駐波陣所要求的邊緣裂縫距短路板的內表面等於λg/4,但短路板左右的

研究過程

對於一根採用多根駐波陣裂縫波導端頭對接組成的線陣而言,按照圖2(b)的處理方法,每根駐波陣裂縫波導的端頭對接處,裂縫單元的間距由λg/2變成λg/2+d,整個天線陣列為一個周期性的不等間距陣列。考慮到頻寬性能最優,每根駐波陣波導上的裂縫單元數應儘量均勻,因此短路板造成的不等間距具有很強的周期性。例如,36個裂縫單元組成的X波段的線陣,分成6個駐波子陣,每個子陣6個輻射裂縫,口徑分布為,最大副瓣電平為-40dB的泰勒分布,採用BJ-100標準3公分波導,波導寬邊a=22.86mm。子陣交界處採用圖2(b)短路板插入的處理方法,d=1mm時,計算方向圖如圖3,與圖4所示的相同口徑分布的等間距陣列方向圖相比,出現了電平較高的周期性副瓣。特別是在70°的位置,副瓣電平從-40dB抬高到-33dB。為了降低周期瓣,可以將每個駐波子陣波導段中的裂縫數按不相等的方法分配,破壞周期性,但裂縫數分配差別不能太大,否則對頻寬不利。將36單元線陣的6個波導段中的裂縫數按7個、5個交錯安排,計算的方向圖如圖5,周期瓣結構發生了變化,周期瓣峰值電平下降不顯著,即採用波導駐波陣裂縫數不均勻分配的方法破壞周期性湊效甚微。對於平面陣列,短路板產生的單元不等間距的周期性引起的周期瓣不只出現在主平面上,還會出現在輻射空間的其他切面。目前似乎還沒有其他方法來消除或抑制這種周期瓣,因此實際工程中很少採用短路板插入法。

特點

為了獲得好的副瓣性能,必須保證輻射裂縫間距的一致。因此對短路板的處理一般都採用融入法。短路板與鄰近裂縫的距離不滿足駐波陣列λg/4的要求所產生的影響要從兩個層面上分析,一是主模等效傳輸線的影響;二是短路板產生的高次模對鄰近裂縫的影響。第一種影響對所有裂縫都相同,不改變天線的口徑場分布。在X波段,短路板的厚度一般為1mm,表現為輻射裂縫的電平有微小的下降,輸入口的阻抗有微小的變化,實際工程中可忽略。在常用的半高波導情況下,短路板對相鄰裂縫的影響,主要考慮TE20模。本文在已知裂縫自導納的條件下,採用鏡像原理推導出了短路板相鄰裂縫導納的通用解析表達式(13)。由式(13)的計算結果來看,短路板的影響可以加長裂縫來補償,這個結論也與已發表的理論和工程研究結果相符。由(13)式可以非常方便地計算各種情況下短路板相鄰裂縫的長度修正值。

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