[发明专利]一种双层匹配隔板波导功分器结构及优化方法

说明书

本发明涉及一种双层匹配隔板波导功分器结构及优化方法，所述波导功分器设置有匹配隔板，所述匹配隔板由第一匹配隔板和第二匹配隔板组成；所述优化方法包括：根据预定规则获取第一匹配隔板和第二匹配隔板的高度数据和长度数据；获取第一三角形台阶和第二三角形台阶；将第一三角形台阶分别置于第一匹配隔板的两端，将第二三角形台阶分别置于第二匹配隔板的两端，以获得双层斜面匹配台阶的匹配隔板结构；对双层斜面匹配台阶的匹配隔板中两个长方形台阶的长度进行优化以使波导功分器的反射损耗达到最优。该方法能够减小波导平板阵列天线的仿真优化时间,获得比采用常规矩形台阶的波导平板阵列天线更宽的工作带宽。

技术领域

本发明属于卫星通信和微波通信平板天线的技术领域，具体涉及一种双层匹配隔板波导功分器结构及优化方法。

背景技术

波导平板阵列天线具有机械强度高、结构紧凑、便于和载体共性的特性，这些特性使得天线对空气阻力或者是水的阻力适应性好，被广泛应用于侦查、预警和对抗雷达，机载和导弹天线、车载卫星接收天线、卫星通信和微波通信系统等领域。在利用仿真软件对天线指标进行优化时，通常需要同时优化多个参数，以找到多个关键变量的最优组合点。例如变量A和变量B各有两个待优化参数，因此需运行四次结果，若再增加变量C进行优化，变量C有两个待优化参数，则需要运行八次结果，若变量C待优化的参数为三个，则需运行12次结果。由此可见，变量数量的增加会极大地增大计算量。对于波导平板阵列天线来说，为了满足通信距离对天线增益的要求，阵面单元数量常大于等于64个，阵面增大会引起剖分网格增加、运行速度降低。

因此对于波导平板阵列天线来说，如何寻找合适的优化方向以减小仿真软件运行时间从而更快的获取最优结果成为波导平板阵列天线设计亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种波导阵列天线及其优化方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种双层匹配隔板波导功分器结构的优化方法，波导功分器设置于馈电网络层，为E-T分支波导功分器，分支波导在主波导的宽壁上，并设置有匹配隔板，用于调节波导功分器的反射损耗；匹配隔板为双层匹配隔板，由第一匹配隔板和第二匹配隔板组成；方法包括：

根据预定规则获取第一匹配隔板的高度数据和长度数据，以及第二匹配隔板的高度数据和长度数据；

从第一匹配隔板的上顶点向第二匹配隔板的同侧下顶点进行几何连线，获取第一三角形台阶和第二三角形台阶；

将第一三角形台阶分别置于第一匹配隔板的两端，以及将第二三角形台阶分别置于第二匹配隔板的两端，以获得双层斜面匹配台阶的匹配隔板结构；

对双层斜面匹配台阶的匹配隔板中两个长方形台阶的长度进行优化以使波导功分器的反射损耗达到最优。

在一个优选例中，预定规则为：

其中，H10为第一匹配隔板的高度，L10为第一匹配隔板的长度，H20为第二匹配隔板的高度，L20为第二匹配隔板的长度，a0为波导功分器的宽边长度，b0为波导功分器的窄边长度，λmin为波导平板阵列天线工作频段内高频对应的电磁波空间自由波长，λmax为波导平板阵列天线工作频段内低频对应的电磁波空间自由波长，λcmin为波导平板阵列天线工作频段内高频对应的波导波长，以及λcmax为波导平板阵列天线工作频段内低频对应的波导波长。

在一个优选例中，从第一匹配隔板的上顶点向第二匹配隔板的同侧下顶点进行几何连线，获取第一三角形台阶和第二三角形台阶，包括：从第一匹配隔板的左上顶点向第二匹配隔板的左下顶点进行几何连线，获取第一三角形台阶和第二三角形台阶。