波导缝隙天线的设计仿真方案

2 Matlab 协同HFSS 建模仿真

设计一个中心频率为10 GHz,SLL=-25 dB,nˉ =4,N = 21的波导缝隙阵天线。由式（1）~式（3）综合出各个缝隙的激励幅度an ,缝隙偏移量d .缝隙的谐振长度可以通过HFSS仿真出来，仿真模型如图2所示，缝宽设置缝隙长度l 为扫描变量，满足im（Y ） = 0 时的l 值即为缝隙谐振长度。

表1 是一组泰勒分布缝隙的激励幅度，谐振长度参数。其中12~21 号缝隙与1~10 号缝隙对称。HFSS提供了VBScript脚本语言功能，Matlab可以通过这个接口调用HFSS 建立相应的模型，实现Matlab 协同HFSS建模仿真。

在Matlab 中需设置如下：设置HFSS 以及生成的VBScript路径；编写波导模型、激励以及边界条件程序；运行m文件生成VBScript,调用HFSS建立模型见图3.

选用波导尺寸22.86 mm×10.16 mm,波导壁厚1 mm,馈电端口距离缝隙中心λg /2 ,末端缝隙中心距终端λg /4 ,终端短路。从图4驻波曲线可以看出在驻波小于2的带宽约为150 MHz,由图5可知E面方向图波瓣宽度约为5°，H面方向图波瓣宽度76°，天线增益为19.7 dB,第一副瓣-24.5 dB,满足设计要求。

3 结语

本文以泰勒幅度加权，设计了一个副瓣电平为-25 dB,缝隙数为21 的波导宽边裂缝天线。利用HFSS 的VBScript 功能作为接口，在Matlab 中编写相应的程序，生成VBScript脚本，进而调用HFSS建立了波导缝隙天线的模型，并进行了仿真分析。从仿真结果可以看出天线满足设计要求，同时 也说明了使用Matlab协同HFSS建模方法的可行性。当在建立更为复杂的天线模型时，例如波导的缝隙数量为几十甚至几百个时，因为各个缝隙参数不尽相 同，无法在HFSS中利用简单的复制操作批量完成，若将缝隙参数导入Matlab建模，则优势十分明显。