波导缝隙阵列（六）
#1：本篇是一些书籍的翻译工作，旨在加深对基础理论的理解。
波导缝隙阵列天线在二战期间提出，主要用于机载雷达，后续逐步扩散到航空、天气预报、气候变化及环境检测等领域。由于民用雷达的兴起，现阶段波导缝隙阵列也大量用于汽车防碰撞系统、水文监测以及安防系统等领域。波导缝隙阵天线具有口面场分布容易控制、天线口径效率高、性能稳定结构简单紧凑、强度高、能承载大电流、安装方便等特点，而且容易实现窄波束、低副瓣乃至超低副瓣。对波导缝隙阵列的分析，需要着重优化缝隙位置、尺寸和数量，来实现阵列相应的辐射指标。详细的理论分析在系列文章“波导缝隙阵列（五）”中有讨论。
波导上的电流分布
对于下图的缝隙分布，其中缝隙g由于平行于窄壁电流，因此不产生辐射。缝隙h位于波导壁正中间，此处电流最小为零，因此也无辐射产生。对于缝隙a、b、c、i和j切断横向电流（Jx、Jy）,用并联导纳表示。缝隙e、d、k切断Jz，用串联阻抗表示。但缝隙d切割的Jx方向电流，由于横跨中心线，两边极化方向相反，此处无辐射产生。而缝隙f对Jx和Jz都有切割，因此可以等效为一个π或者T型阻抗网络。
不同缝隙分布
控制缝隙的旋转（切割不同强度的电流）就可以控制耦合到缝隙的功率。例如缝隙e耦合最大功率，而缝隙d和缝隙c的耦合功率与sin2φ成正比。另一种控制耦合功率的方法是已知波导内固定场强的分布下（一般是从零轴向边缘呈现正弦分布），移动缝隙位置，主要相对中心轴的偏移量，也可调节耦合到缝隙的功率。因此在低旁瓣阵列设计中，控制波导中的缝隙激励的分布就是主要方向。
矩形波导传播TE10模式的表面电流分布：（A）E和H平面横截面图；（B）电场方向，（C）顶部和侧壁电流和H面
波导中的缝隙按不同形状、在波导中的位置以及它们的排列方式来分类。缝隙的通常长度是谐振频率的半波长，对于位于波导宽面的缝隙，有足够的空间用于实现更大的偏移量和旋转角度。对于窄边的缝隙，旋转角度不能很大，且由于b＜a/2，通常没有足够的空间容纳半波长的缝隙长度，需要延伸或者“缠绕”到相邻的表面（如缝隙b）。缠绕式的缝隙除了加工成本较高之外，为管控电流分布，对缝隙设计的精细化程度要求也提高了。通常为简化设计和分析，大多数为矩形缝隙，外加倒角方便加工制造。因为对毫米波频段而言，倒角会影响缝隙的阻抗，进而影响谐振频率，因此最好的是在仿真设计之初就将倒角尺寸按照加工工艺要求代进去，
值得一提的是现有的电镀工艺，能让阵列在100GHz频率下仍然保持良好的辐射性能，因此有助于实现天线的小尺寸、高方向性且高带宽的成品设计。
谐振式缝隙阵列[2]
阵列设计流程
参考文献：
1.ANTENNA ENGINEERING HANDBOOK, FOURTH EDITION，DR.JOHN L.VOLAKIS. Copyright © 2007 The McGraw-Hill Companies.
2.雷琛.波导缝隙阵列天线设计[M].西安电子科技大学, 2019；
