基于车载雷达系统的波导缝隙天线设计

基于车载雷达系统的波导缝隙天线设计

基于车载雷达系统的波导缝隙天线设计

 引言

　　波导缝隙天线自上世纪中叶以来有了很大的发展，广泛用于地面、舰载、机载、导
航等各个领域。由于缝隙阵列天线对天线口径面内的幅度分布容易控制，口径面利用率
高，体积小，易于实现低或极低副瓣等特点，因而使其获得广泛使用。在波导缝隙天线
的研究方面，许多学者对缝隙天线理论和实验进行了大量基础性的研究工作，因而波导
缝隙天线的理论越来越成熟。本文所设计的就是基于车载雷达系统应用的一种小型波导
缝隙天线。该天线要求在水平面内具有宽波束的特点，能够覆盖比较宽的范围，从而更
有效地提高车辆的战场生存能力。天线需要满足的性能指标如下：a.增益：大于11dB;b
.3dB波束宽度：E面为20°，H面为110°;c.副瓣电平：小于-13dB;d.驻波比：小于2。

　　为简化设计起见，本设计采用波导宽壁斜缝谐振阵的方式，切割的缝隙数为4个，达
到了指标要求的效果。

　　1 理论分析

　　1.1 串联缝隙阵的模型

　　由波导内的场分布情况可知：当波导宽边中心开斜缝时，窄缝在纵向不切割电流线
;在缝的横向由于对电场的扰动，使得总电场在缝的两侧发生跳变，即电压跳变，故相当
于在传输线上串联了一个阻抗。对中心馈电的谐振线阵模型来说，假设波导壁上开有Ⅳ爪
斜缝，缝与缝中心间距λg/2，为取得同相激励，相邻缝交叉倾斜放置，波导末端短路板
距终端缝隙λg/2，以使缝隙中心处于电压或电流最大值位置，线阵模型如图1所示。
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其等效电路如图2所示。
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图中所示均为归一化的等效电阻。

　　1.2 缝隙特性参数的分析

　　在天线工作频率的选取上，本雷达系统的工作频率为10.5GHz，故该天线的工作频率
为10.5GHz,，对于阵列中各单元以等间距位于直线上的线阵，其阵列因子可表示为：
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其中An为激励的幅度，