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。
仿真中将缝长l和倾角β设置成变量,l的初始值取λ/2,利用CST的参数扫描功能,对缝隙长度和倾角进行扫描。通过设置合理的步长,能够加快扫描进度,减少计算时间。由于本设计采用的是同轴线中心馈电,需要考虑阻抗匹配的问题,否则会在与波导的连接处产生反射,影响天线的性能。根据λ/4阻抗变换的原理,在仿真中通过改变同轴线内导体探针的长度来进行匹配,观察端口模式当同轴线输入阻抗为50 Ω时即认为达到了所需的效果,经过仿真得到同轴线内导体探针长度为8.5mm。