矩形口径喇叭天线设计报告

-班级：11050941学号：1105094140姓名：刘毅矩形口径喇叭天线设计报告一、设计原理1、矩形喇叭天线的口面场结构为了说明喇叭天线的口面场结构，可用一个矩形喇叭来说明。图 6-5-2 画出了一个矩形扇形喇叭天线的场分布图。（1）当矩形波导前端面开口时，也同样能产生电磁辐射，只是因为口面直径太小，按面天线理论，口面积越大，辐射场越强，方向性越好。这样由矩形波导前端面产生的辐射场强将较弱，方向性也相对较差。假如采纳开口形状喇叭，口面积相对增大，辐射场也将增强；（2）当矩形波导前端开口时，将造成电磁波在波导内、外的存在空间不同。两个大小不同的空间环境对电磁波呈现的阻抗也不相同，其结果就是电磁波在波导中形成驻波形式，影响能量传输。如把波导开口做成喇叭形状，可以使电磁波由波导传到大空间时有一个渐变过程或过渡过程，这样能减缓阻抗的骤变，使电磁波在波导内传输时的驻波成份减少，有利于提高能量在波导中的传输效率。(2)当矩形波导前端做成喇叭形状，电磁波载波道中的传输效率得到了提高，但由于喇叭和矩形波导形状上的差异，必将导致传到喇叭中电磁波的波阵面成为柱面（与矩形波导对应的喇叭）或球面形状（与圆形波导对应的喇叭）。这样在喇叭口面上形成的口面场Es 成为非均匀口面场结构，即在口面上各点 Es 的相位和振幅大小不再相等，这将造成喇叭天线辐射场方向性变坏2 矩形喇叭天线口面场相位分布特点根据天线辐射场一般表示式，其辐射场最终是由口面场 Es 决定的。因此对口面场 Es 的振幅和相位分析，就成为分析喇叭天线的首要问题。以 H 面扇形喇叭天线为例，并假定激励 H 面扇形喇叭的巨型波导 TE10型波。由于 H 面扇形喇叭相当于矩形波导宽边 x 逐渐扩展而成，因此其口面场的相位将随宽边 x坐标发生变化，与保持不变的窄边 y 无关，或者说 Esy相位沿窄边 y 保持均匀分布，如图 6-5-3 所示。 图中 Dx、Dy 为 H 面扇形喇叭天线的口径宽度；Rx、Ry 分别为 H 面和 E 面扇形喇叭天线的长度；O 为喇叭天线的顶点，也叫相位中心，相当于喇叭天线的辐射中心，或者说球面波是由这样的一个虚设点发出的。在图 6-5-2 和图 6-5-3 中，把口面场 Es=Esy沿宽边 x 和窄边 y 的相位关系表示成： 而由于 H 面扇形喇叭天线的等效长度 Rx 一般远大于其口面尺寸 Dx、Dy，即 Rx>>x，利用幂级数把展开，可得到： （6-5-3） 只保留 x2项，得到： （6-5-4） 与此对应的相...