基于SIW的串联缝隙天线阵列设计+matlab程序(4)
由美国Ansoft公司开发的可以分析任意结构的三文无源电磁场的电磁仿真软件Ansoft HFSS，其研究对象的传播常数、特性阻抗、方向图和散射参数等结果可以被分析出来。在对电磁场理论的深刻理解以及丰富的工程设计经验的基础之上，利用涌现的各类功能强大的电磁场分析软件给电磁场工程人员带来了很大的便利。要准确、有效的解决各种电磁场问题，需要深刻的理解使用的电磁场分析软件和电磁理论。
并且在天线设计过程中，因为可以通过对设计的模型进行优化，在天线的仿真设计方面，Ansoft HFSS可以给出精确的计算结果，其已经成为天线设计研究过程中的一个重要步骤，因而最后的天线结构可以是最优的。Ansoft HFSS仿真天线的主要步骤简单介绍如下：
(1)设置解算类型。HFSS一共有三种解算模式：Driven Terminal、Driven Modal以及Eigenmode。选择Driven Modal模式可以计算天线无源的远场辐射问题和S参数。
(2)建立天线的模型。Ansoft HFSS它是一种可以方便的建立各类复杂的三文模型的方法的3D电磁仿真软件。
(3)设定激励源和边界条件。需要根据为分析对象设置的各个面的边界条件。HFSS主要有Wave port和Lumped Port两种激励源端口设置。Wave Port一般用在仿真天线时的馈电端口。仿真过程中最难的一步也是整个仿真中最难的环节，就是设置边界条件和激励端口。仿真结果的准确性和算机的计算速度都会受边界条件的设置的影响。
(4)参数扫描以及优化。如果需要使用参数扫描和优化功能，首先要用到的就是“变量”这个概念。但是，参数的优化和扫描设计软件运行所需的时间可能会比较长，因此会对计算机有比较高要求，给一个变量设置不同的数值，就可以得到不同的仿真结果，并且依据这个结果可以进行下一步的优化工作。
(5)数据处理。HFSS具有功能强大又很灵活的数据管理和绘图能力。一旦理解这种能力，它将使整个求解过程更加容易。利用HFSS可以选择在直角坐标系或极坐标系下显示天线的方向性图、VSWR、S参数、增益和输入阻抗的结果，同时天线在工作频率内的电磁场的动态图也可以通过仿真分析得到。
总之，因为具有精确处理能力的Ansoft HFSS高频电磁仿真软件，在天线的分析和设计过程中有重要的作用。
2.4 本章小结
本章主要介绍了基片集成波导（SIW）是基本结构、缝隙规格和利用计算机仿真软件的天线仿真方法。由于本次设计主要运用了Ansoft HFSS仿真软件，所以对HFSS的使用方法进行了较为详细的介绍。
3 波导缝隙阵列天线研究现状和参数分析
3.1 波导缝隙天线阵理论
一根波导上开一系列缝隙可构成线阵天线，见图3-1。三种波导缝隙线阵(两种在宽边，一种在窄边)通过控制缝隙的偏置或倾角实现所要求的口径分布。
图3-1 单条波导缝隙阵的三种形式
不同形式的开缝方式有不同形式的等效电路，根据波导缝隙阵列天线的单元间距和馈电方式选择，主要可分为谐振阵(驻波阵)和非谐振阵(行波阵)二种，本文主要运用驻波阵。
所谓的驻波阵列是指同一根波导上的缝隙间距为 。阵列采用端馈或中馈，波导端面短路，波导腔内电场分布呈驻波状态。对于并联缝隙，如纵向偏置缝，短路板距末端缝隙中心距离为 ，缝隙总是位于驻波电压的波峰点；对于串联缝隙，如矩形波导中心倾斜缝隙，短路板距末端缝中心 ，缝隙总是位于驻波电流的波峰点，由于每隔 波导壁表面电流的方向相反，相邻纵向偏置缝隙，应位于波导宽边中心线的两侧，以达到每个缝隙同相激励的目的。而相邻倾斜缝隙应倾斜方向相反。本次试验是阵列利用端馈，串联驻波阵。故短路板末端距末端缝中心 。
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