应用MATLAB协同HFSS设计波导缝隙天线.pdf

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1、2014牟第3期文章编号：1009—2552(2014)03—0159—03中图分类号：TN823．24文献标识码：A应用MATLAB协同HFSS设计波导缝隙天线刘健，蒋德富(河海大学计算机与信息学院，南京211000)摘要：电磁仿真软件HFSS以其高精度，高可靠性在电磁仿真设计中得到了广泛的应用。而对于复杂天线的模型，没有很好的方法简化建模操作，需要花费大量的设计时间。将HFSS提供的VBScript脚本语言功能作为接口，利用MATLAB调用控制HFSS，从而协同HFSS建立模型，达到快速建模的目的。提出了一套波导缝隙阵天线的设计方法，设计了一个波导缝隙阵天线，运用M

2、ATLAB协同HFSS建立天线模型，并进行仿真分析。结果验证了天线设计方法的准确性，以及运用MATIAB调用HFSS建模的可行性。关键词：HFSS；MATLAB；波导缝隙天线；协同仿真DesignofslotwaveguideantennabyusingHFSSandMATLABLIUJian．jIANGDe—fu(SchoolofComputerandInformation，HobaiUniversity，Nanjing211000，China)Abstract：Theelectromagneticsimulationsofware，HFSS，iswidelyused

3、inelectromagneticsimulationdesignbecauseofthehighsimulationaccuracyandreliability．Forcomplexantenna，ittakesmuchtimetocreatthemodelwithHFSS’s3Dmodelingfunction．UsingHFSS’SVBScriptfunctionasaninterface．SOitcanestablishthemodelfastwithMATLABandHFSS．Thispaperproposedasetofslotwaveguideantenn

4、adesignmethod，designedaslotwaveguideantenna，establisheditsmodelwithMATLABandHFSScolaboratively，andsimulateditwithHFSS．TheresultsindicatedtheaccuracyandfeasibilityofthisCO～designmannerbetweenMATLABandHFSS．Keywords：HFSS；MATLAB；slotwavegnideantenna；collaborativesimulation0引言个21单元的波导宽边裂缝阵列天线

5、。并以此波导缝隙天线为例，应用MATLAB协同HFSS建立模型波导缝隙阵列天线口径幅度易于控制，具有辐仿真，对仿真结果进行了分析。射效率高，方向性强，结构紧凑等特点，而且容易实现低副瓣乃至极低副瓣，因此在雷达和通信领域有1苯本理论着广泛的应用。高频仿真软件HFSS在电磁仿真领波导缝隙天线是在波导宽壁或窄壁上开缝的天域有着广泛的应用，有着高仿真精度、高稳定性的特线，波导中传输的电磁波可以通过缝隙向外界进行点。使用HFSS的3D建模功能，可以很容易解决简辐射。通常有宽边偏置缝、宽边倾斜缝、窄边倾斜缝单的模型创建问题，但是对于复杂天线结构模型的隙这几种开缝形式。根据波导终端的

6、形式不同，波建立，没有特别有效的方法，使得建模过程十分繁琐导缝隙阵天线可以分为行波阵，驻波阵。行波阵的耗时，而且容易出错。利用HFSS提供的VBScript波导终端接吸收负载，驻波阵在距离终端A／4处接脚本功能，可以对软件进行二次开发，以VBScfipt短路滑块，本文设计的就是一个波导驻波阵天线。作为接口，利用MATLAB调用HFSS协同建模仿真，收稿日期：2013—05—28可以简化模型建立的操作，节约设计时间。本文提作者简介：刘健(1989一)，男，硕士在读，研究方向为阵列天线。出了一套波导缝隙天线的快速建模方法，设计了一一l59—1．1波导缝隙天线理论分析波导上的

7、辐射缝隙向外界辐射能量，引起波导[卜意]负载的变化，应用传输线理论分析波导的工作状态比较方便，将相应的缝隙等效成与传输线串联的阻而岽抗或并联的导纳，再建立对应的等效电路模型，进而因此，由式(2)可以计算出符合泰勒分布的各可以求出各个缝隙的等效阻抗或导纳-2]。Steven—个缝隙的激励幅度值a，带入到式(3)中：son等效电路法，就是根据传输线理论和波导模的g『l-一一a2(3j)格林函数导出矩形波导缝隙的计算公式。图1所示g：为波导宽边纵向偏置缝隙及其等效电路。n∑=1口求出各个缝隙的归一化电导g，再将求出的归一化电导值带人式(1)中，