船舶雷达裂缝天线的设计毕业论文

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1、大连海事大学┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊毕业论文船舶雷达裂缝天线的设计摘要本文设计了一个波导缝隙天线，并利用Ansoft公司研发的电磁仿真软件HFSS（highfrequencystructuresimulate）进行仿真。电磁仿真软件HFSS能给出波导缝隙天线的2D、3D模型和辐射方向图，根据对方向图的要求，采用修正的切比雪夫阵设计该天线各缝隙的电流分布，基于同轴线理论，波导缝隙天线理论和梯形渐变器理论设计波导裂缝天线，采用HFSS仿真设计该天线并进行了优化及仿真，仿真结果与理论计算

2、结果基本符合。关键词：波导缝隙天线；HFSS仿真；优化ABSTRACTThispaperpresentedaSlotted-waveguideArrayantennawhichissimulatedusingHFSS.HFSSisanelectromagneticsimulatesoftw-avewhichisinventedbyAnsoft.Itcangivethemodelof2D、3DanddirectivityofthisSlotted-waveguideArrayAntenna.First,theSlotte

3、d-waveguideArraywillbedesignedaccordingtowaveg-uidetheory,Slotted-waveguideArrayAntennaandtrapezoidalstep-index.Then,Slotted-waveguideArrayAntennaissimulatedandoptimizedbyusingHFSS,therusultofthesimulationtallyswiththeresultoftheorycalculate.Keywords:Slotted-wav

4、eguidearray，HFSS;optimization目录第1章绪论11.1课题研究的背景及意义11.1.1船舶雷达裂缝天线的研究现状21.2HFSS仿真软件的介绍31.2.1HFSS的特点和应用领域31.2.2HFSS与其他软件的协同作用41.2.3HFSS软件的计算原理4第2章基础知识42.1阵列天线的基本理论知识42.1.1电磁波的干涉和叠加原理42.1.2方向图乘积定理42.2对偶原理42.2.1电偶极子与磁偶极子的对偶42.2.2电流元和磁流元的对偶性42.2.3对偶原理的建立42.3缝隙天线的辐射机理4

5、2.3.1理想缝隙天线的辐射机理42.3.2理想波导缝隙的开缝机理42.3.3波导缝隙的阻抗特性42.4波导缝隙天线阵及其特点第3章视频图像预处理23.1引言2结论2参考文献2致谢2附录1错误！未定义书签。基船舶雷达裂缝天线的设计第1章绪论1.1课题研究的背景及意义随着中国综合国力和国际地位的日益提升，海洋领土逐步受到国人的重视，中国对发展蓝海海军的建设目标已经提上日程，船舶雷达天线的研究受到了前所未有的重视，同时也对天线系统提出了更高的要求。缝隙天线具有轮廓低、重量轻、加工简单、易于与物体共形、批量生产、电性能多样化

6、、宽带和与有源器件和电路集成为统一的组件等诸多特点，适合大规模生产，能简化整机的制作与调试，从而大大降低成本。因此成为了一种重要的天线形式。波导裂缝阵天线的设计难度相当高。到二十世纪七、八十年代，随着计算机技术的飞速发展，电磁场数值计算成为可能，也使得缝隙天线的分析和设计上了一个新台阶。目前国际国内上也都在大力开展船舶雷达的研制工作，但技术尚未成熟，并考虑到其成本比较高，大角度扫描状态下很难实现低副瓣性能等实际困难，可以预见在今后相当长的时间内，裂缝阵天线仍将是船舶雷达天线的首选。1.1.1船舶裂缝天线的研究现状波导裂

7、缝天线设计中存在的技术问题多年来一直是微波天线领域中研究的热点。国外在二十世纪四十年代末期就开始了波导裂缝天线的研究，经过多年的研究，缝隙阵列天线在理论和实践上都得到了巨大的发展。Waston首先对波导裂缝和波导裂缝天线开展了研究和设计的尝试工作。1948年1Stevenson基于波导的等效传输线理论及波导格林函数，取缝隙长度λ/2（λ为工作波长），导出了各种形式缝隙的归一化电阻（电导）的计算公式。随后Oliner利用变分公式，并且考虑了波导壁厚的影响，计算出了缝隙的阻抗（导纳）特性。在70年代到90年代初期的二十多年

8、里，计算机技术得到了极大的发展，计算机大大的提高了计算速度和存储容量使很多复杂的电磁场问题的计算结果更为精确，这也使得裂缝天线理论研究和工程技术得到了蓬勃发展。T.VuKhac、HungYuet、Josefsson等对波导宽边总想辐射裂缝采用矩量法进行分析。具体方法如下，运用磁场连接性条件得到了两个积分方程在裂缝的上、下口径上，将