毫米波辐射计用波导缝隙阵列研制

摘要

该文讨论的是辐射计天线设计,主要包括两大部分.第一部分介绍一种波导窄边缝隙分析的精确方法,包括第二章到第六章.首先,利用理想缝隙假设建立关于缝隙内外口面磁流密度的磁场积分方程,然后采用分段正弦基Galerkin方法将积分方程离散为关于展开系数的矩阵方程.其次,要求解各个区域内的广义导纳,重点在于求解区域的Green函数.波导内部Green函数采用传统的磁源磁场型并矢Green函数,只是在数值计算时采用了级数加速方法,使计算速度大大提高.缝隙腔体内部Green函数求解由于结构不规则无法得到解析结果,只能得到数值解.在当中忽略缝隙口面场随缝隙倾角变化而在z 方向上产生的变化——即认为场量与z无关.在此前提下可以将三维问题简化为二维问题,用边界元素法直接求解.对外部空间,与缝隙腔体区域一样认为场量与z无关,对所有场量做z 方向的Fourier变换,得到谱域γ上的一系列去耦合的二维方程.利用边界元素法即可求解出二维问题的解后再做逆Fourier变换即可.第二部分为波导缝隙阵列的工程设计,包括第七章和第八章.主要讨论了对缝隙导纳的拟合和阵列工程设计的问题,并对缝隙阵列性能的影响因素进行了分析(误差分析).在此基础上对7元阵列进行了仿真,井给出了所设计的辐射计天线的测试方向图,证明了工程设计的实用性和文章的正确性.

目录

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第一章概述

§1.1辐射计原理

§1.2辐射计发展现状

§1.3辐射计天线

§1.4波导缝隙天线

第二章广义导纳矩阵的建立

§2.1边界磁场积分方程

§2.2广义导纳矩阵公式

第三章矩形波导内部区域的广义导纳

§3.1矩形波导内部并矢GREEN函数

§3.2 GREEN函数积分的正则化处理

§3.3 GREEN函数级数加速收敛技术

§3.4内部广义导纳公式

第四章缝隙腔体区域的广义导纳

§4.1缝隙腔体区域边界积分方程

§4.2边界元素法及其公式

第五章波导外部区域的广义导纳

§5.1矩形波导外部区域的特点和二维谱分析法(S2DS)

§5.2边界元素法求解二维谱方程

第六章缝隙特性参数计算

§6.1广义电流公式

§6.2缝隙特性参数

第七章计算结果与阵列设计

§7.1单缝理论计算结果

§7.2阵列设计

§7.3误差分析

§7.4测试结果

第八章结论

参考文献

致谢

附录宽边行波缝隙阵设计试验