矩形波导缝隙天线分析与计算

摘要

波导缝隙天线是在波导壁上开缝，电磁波通过缝隙向空间辐射而形成的一种口径天线。由于其具有效率高，结构紧凑，口径分布可以独立控制，加工和安装简单等优点，在机载火控雷达，导弹导引头等方面有着广泛的应用。
　　 本文重点对波导宽边缝隙天线的辐射特性进行了分析和研究。首先讨论了时域有限差分(FDTD)方法在波导缝隙天线计算中的应用，将改进的总场散射场方法的加源方式用于波导缝隙天线的激励源设置，以波导宽边长槽漏波天线为例，用FDTD方法计算了天线的远区辐射场。接着运用一致性绕射理论(UTD)分析了导体圆柱上方缝隙天线的辐射特性。根据具体计算方法的不同，对圆柱上缝隙天线的赤道面划分成了阴影区、亮区、过渡区阴影侧、过渡区亮侧四个区。通过对各个场区计算结果的综合，得到导体圆柱上缝隙天线的赤道面方向图。最后在上述计算原理的基础上，结合Visual C++与FORTRAN，Visual C++与MATLAB的混合编程技术，开发了一款用于矩形波导缝隙天线方向图计算的仿真分析软件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究动态

1.3论文的主要内容及框架

第二章矩形波导缝隙天线理论

2.1电磁辐射基本原理

2.1.1电流元的辐射

2.1.2基本缝隙元的辐射

2.2矩形波导缝隙天线

2.2.1波导缝隙的形式

2.2.2矩形波导宽边长槽天线

2.3本章小结

第三章FDTD在矩形波导缝隙天线计算中的应用

3.1三维FDTD基本形式

3.2吸收边界条件

3.2.1 Mur吸收边界

3.2.2 UPML吸收边界

3.3波导缝隙天线激励设置

3.3.1改进的总场散射场方法设置波导缝隙天线激励源

3.3.2连接边界处波导横向电场幅值的计算

3.4近远场外推

3.5矩形波导长槽天线实例的FDTD计算

3.5.1程序计算流程

3.5.2计算结果验证分析

3.6本章小结

第四章导体圆柱表面缝隙天线方向图的计算

4.1引言

4.2曲面上元磁流矩辐射场的计算

4.3导体圆柱上缝隙天线赤道面辐射场计算

4.3.1阴影区的计算

4.3.2亮区场的计算

4.3.3过渡区阴影侧场的计算

4.3.4过渡区亮区侧场的计算

4.4计算结果验证分析

4.5本章小结

第五章波导缝隙天线方向图仿真分析软件

5.1 Visual C++与Fortran的混合语言编程

5.1.1引言

5.1.2 C++与Fortran语言间的调用约定

5.1.3编制和使用Fortran动态链接库

5.1.4 Visual C ++中调用Fortran动态链接库

5.2 Visual c++与MATLAB的混合编程

5.2.1引言

5.2.2利用MATLAB 6.5制作COM组件

5.2.3 Visual C++6.0调用COM组件

5.2.4 COM组件的注册

5.3软件的设计

5.3.1软件整体结构的介绍

5.3.2软件的使用方法

5.4本章小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加科研项目与发表论文情况