新型表面波天线-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港切管机数控切割机
作者:lujianjun | 来源:欧科机械 | 发布时间:2019-07-16 15:57 | 浏览次数:

本文提出了一种新型表面波天线。基于表面波调制理论和漏波天线辐射机理,利用SWL作为激励源产生圆柱形表面波,建立了新型的表面阻抗调制形式,利用金属贴片透镜,曲率递减型金属条带,对比传统方法,实现了更好的表面波调制,使天线具有高增益,小尺寸,窄波束,大扫描范围等优点。哂幸?于加工,造价低廉,馈电系统简单等优点。本文讨论了这一近年来兴起的天线形式,阐述了辐射机理,并且对比前人的研究,提出了多种新型方案。1分析和辐射机理1.1表面波激励这是一种在金属地板刻蚀缝隙的表面波激励天线(图1),surface-wavelauncher(SWL),这种表面波激励天线起到了磁偶极子的作用。由共面波导传输线(CPW)馈电。它分成主辐射槽和第二级反射沟槽,第二级反射沟槽主要作用是用来抵消磁偶极子的后向辐射,使SWL成为有指向性的前向辐射柱面波天线。图1SWL表面波天线模型图1.2由表面波转换成漏波的辐射机理表面波分为两大类,一类是快波也叫漏波,电波沿导波平面一边传播一边辐射,另一类是慢波也叫聚波,只有遇到阻抗变化或者突然截断的时候才会辐射。TM模式表面波在有耗导电介质层的传播常数公式:-j)(1)是表面波的相位常数,是衰减常数,本文有公司网站网站采集转载中国知网网络整理http://www.hfwgjx.cn    是自由空间的波数。,新型表面波天线-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港切管机数控切割机滚圆机(2)此类波的相速小于自由空间的波速,是一种慢波。在表面阻抗为常数的情况下,慢波只会沿表面传播,不辐射。如果添加周期性表面阻抗扰动,就会使表面波激励起无数的空间谐波。第n次谐波的波数为:=(3)第n次谐波的相位常数为:=(4)而辐射主要靠周期性阻抗表面激励起来的n=-1的空间谐波,n=-1次谐波的相位常数为:=(5)收稿日期微波学报2016行建模仿真,中心频率为22.5GHz,相对介电常数10.2,面板尺寸为120×90mm,介质厚度1.27mm。图2传统SWL天线模型值得一提的是,因为在导电介质层表面波的相位常数是频率的函数,所以相速也是频率的函数,因此,此类漏波天线一般具有频扫特性。频扫范围20°。选取增益最优频点为22.5GHz频点,仿真结果如下:最大增益10dB,此时E1面和E2面的波束宽度分别为10°和35°,如图3~图5所示。3新型的金属贴片透镜表面波天线针对上述传统型的金属透镜和直线条带调制图3E1面频扫方向图(y-z面)图43D方向图图5E2面波束宽度表面波的方式,提出了自己的改良方案(图6)。利用金属透镜不仅可以引导表面波传播,实现漏波辐射,而且表面金属透镜更重要的作用在于能调整柱面波相位波前,然后利用曲率递减的椭圆形金属条带,自适性的调节每一级经过条带的准平面波,最终实现均匀平面波的漏波辐射。利用HFSS建模仿真,中心频率仍为22.5GHz,相对介电常数10.2,介质厚度仍为1.27mm。图6新型SWL天线模型此天线具有良好的频扫特性,而且频扫范围提高到30°。E面频扫方向图如图7所示。选取辐射效果较好的频点,22.5GHz频点,利用HFSS仿真计算它的3D方向图(图8)和72微波学报2016年新型表面波天线-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港切管机数控切割机滚圆机本文有公司网站网站采集转载中国知网网络整理http://www.hfwgjx.cn