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毫米波雷达组件#2

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上文介绍了不同的矩形波导接头毫米波雷达组件#1,本期在矩形波导的基础上介绍脊波导;

脊波导是通过在波导的上下宽边上增加一个突出的脊状金属结构而形成的波导。分为单脊和双脊波导,顾名思义,双脊波导由上下两个金属脊构成,单脊波导只存在一个,如下图所示。脊波导是矩形波导的一种变形,最低模式和矩形波导一样,也是TE10模。在标准波导WR12(宽边×窄边=3.0988mm×1.5494mm)中增加金属脊,其尺寸为a×b,工程上通常设计为a=2b。对不同尺寸的脊结构,由于金属脊的存在,相当于波导宽边变宽,波导表现为比金属波导更低的TE10截止频率。

脊波导基本结构

不同的脊尺寸下的截止频率

仿真从a=2b=0.6m到a=2b=1.4m的脊波导的S参数,随着脊金属结构的尺寸变大,波导的截止频率变低。

a=2b=1.0mm端口的电场分布和a=2b=1.0mm端口的磁场分布

a=2b=1.4mm端口的电场分布和a=2b=1.4mm端口的磁场分布

见上图端口处的的电场和磁场分布,金属脊突出的地方电场和磁场更为集中,越靠近窄边,电场和磁场的分布越发散。当a=2b=1.0mm时,工作主模为TE10,此时的截止频率为40.1113GHz,当a=2b=1.4mm时,工作主模仍然为TE10,此时的截止频率为35.9775GGHz。
以上是关于脊波导的一些仿真和验证,可以明确的是,在同等工作频率下,脊波导可以实现比传统波导更小的尺寸,有利于波导天线小型化设计。后续将在脊波导的基础上设计毫米波天线的功分网络。敬请期待。


来源:雷达天线站
电场
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首次发布时间:2023-06-06
最近编辑:1年前
雷达天线站
硕士 专注天线仿真和设计
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