基于HFSS的双脊喇叭天线的设计

引 言

对喇叭天线而言，最常用的展宽频带的方法是在波导部分及喇叭张开部分加入脊形结构。虽然该天线已应用于某些工程实际中，但是此类天线在频率大于12 GHz时，增益下降，方向图主瓣出现分裂，并且随着频率的升高，主瓣凹陷得越来越厉害。这对方向图要求高的场合，如将天线用作主反射面馈源、EMC测试，已不能满足要求。针对这一问题，本文利用Ansoft公司推出的HFSS电磁仿真软件，通过做大量的仿真实验，设计了一幅频率范围为1～18GHz的宽带喇叭天线，它的增益在整个频段大于10 dB，方向图在15 GHz时，主瓣才开始出现分裂，并且随着频率的升高，直到18 GHz主瓣也没有出现大的凹陷，这样的结果比较理想，可以满足更高的工程要求。

1 宽带双脊喇叭天线的设计

基于电磁仿真软件HFSS，通过做大量的仿真实验，得到宽带双脊喇叭天线结构模型如图1所示，它由3部分组成：馈电部分，脊波导部分，喇叭张开部分。各部分的具体设计过程如下。

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2 双脊喇叭天线的仿真

按照上面双脊喇叭天线的设计方法，利用电磁仿真软件HFSS，此软件拥有强大的天线设计功能，设计了1副1～18 GHz的天线并加工成型，它的仿真结构如图1所示，其具体尺寸为：喇叭口面240 mm×139 mm，喇叭底面86 mm×67 mm，短路板截面26 mm×16 mm，喇叭的轴向长度152 mm，用50 Ω同轴线馈电，N型接头的芯线半径为0.65 mm，插入的腔体半径为1.5 mm，脊曲线方程为

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3 结 论

本文给出了一个宽带双脊喇叭天线的设计方法，并利用电磁仿真软件HFSS具体设计了一幅1 GHz～18 GHz宽带双脊喇叭天线。仿真及测量结果都较为理想，可满足更高的实际要求，对工程上设计此类天线具有一定的参考价值。