一种小型四元线阵天线的实现

　　其中β表示缝隙中心线与波导宽边中心线之间的夹角，α为宽壁的长度，b为窄壁的长度。将之前求得的rn代入并求解方程可得到对应的缝隙偏角。

　　1.3 影响天线性能的因素

　　应用以上所计算出来的结果来进行天线的设计，还必须考虑缝隙间的互耦问题;若不考虑互耦，将使天线口径面的幅度分布和相位分布变坏，同时也将恶化天线的输入端匹配。

　　串联缝隙与纵向缝隙相比，由于其角度偏转的原因，其交叉极化辐射要比纵向缝隙高，这会带来副瓣电平的升高和增益的降低，仿真结果也证实了这一点，而这是我们在设计中所不希望看到的，需要采取措施抑制交叉极化辐射。在本设计中，采用在每个缝隙上方加一个小波导口的办法，小波导的传播方向垂直于缝隙所在的平面。

　　2 建模与仿真

　　本文在设计波导缝隙天线的过程中，设计中的数值仿真都是在CST时域求解器的环境中完成的。

　　2.1 天线模型的建立

　　辐射波导选用的尺寸是22.86×10.16mm，缝一侧的波导壁厚1mm，缝宽为2mm，波导两端为理想短路面;截止波导16×8mm。建立模型，其框架图如图3所示：

　　其中黑色标记处为同轴线中心馈电点;辐射口上方的方形材料为天线罩;从左到右缝隙的编号依次为1～4。

　　2.2 仿真结果分析

　　仿真中将缝长l和倾角β设置成变量，l的初始值取λ/2，利用CST的参数扫描功能，对缝隙长度和倾角进行扫描。通过设置合理的步长，能够加快扫描进度，减少计算时间。由于本设计采用的是同轴线中心馈电，需要考虑阻抗匹配的问题，否则会在与波导的连接处产生反射，影响天线的性能。根据λ/4阻抗变换的原理，在仿真中通过改变同轴线内导体探针的长度来进行匹配，观察端口模式当同轴线输入阻抗为50 Ω时即认为达到了所需的效果，经过仿真得到同轴线内导体探针长度为8.5mm。并在此基础上仿真得到缝隙的参数如下：