周嫄 屈乐乐 杜新悦 张旭

(1.沈阳航空航天大学电子信息工程学院,辽宁沈阳 110136;2.沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁沈阳 110850)

0 引言

喇叭天线具有结构简单、功率容量大、频带宽、方向图容易控制和易于制造的优点,是微波天线家族中既经典又简单,被广泛应用于微波领域的一种天线。随着微波技术的发展,电磁环境日益复杂,喇叭天线要达到更高的频带范围、更好的定向性。本文根据波导理论设计了一款工作于8～18GHz的双脊喇叭天线,并经过HFSS仿真,得到了较为理想的仿真结果,可以满足更高的工程要求。

1 双脊喇叭天线的结构

喇叭天线通常在结构上分为波导段和喇叭段,波导段内传输的电磁波是TE10波,喇叭段内的场分布十分复杂,有限长喇叭内的场分布通常可以用无限长喇叭内的场分布近似的表示[1]。假设喇叭长度是无限的,喇叭壁是理想导体,喇叭内的介质为空气,基于这些假设采用圆柱坐标系,求解麦克斯韦方程组,就能够解出喇叭内的电磁场分布。

在波导部分和喇叭张开部分中间加入脊结构即是双脊喇叭天线。波导段部分分为后腔和脊波导,后腔可以将波导内被激励起的高次模滤除,脊波导降低了主模传输的截止频率,从而展宽频带宽度。喇叭辐射段部分长度一般大于最低工作频率波长的一半,可以保证高次模不被激起。脊可以看作一个阻抗匹配元件,波导的主模截止波长变大。脊波导具有低阻抗特性,该特性能使波导在与其它类型的传输线连接时,阻抗匹配也更好[2]。……