3 大陣仿真

A. CST微波工作室®的特點(diǎn)

本柱面裂縫陣的天線(xiàn)口徑達(dá)到，加之其具有共形結(jié)構(gòu)，且柱面縫隙、感性膜片等部分非常精細(xì)，這使得對(duì)其進(jìn)行全波仿真分析變得非常復(fù)雜。

3D電磁場(chǎng)仿真軟件CST微波工作室®采用有限積分算法，此算法能快速處理時(shí)域?qū)拵Ш碗姶蟪叽鐔?wèn)題。有限積分算法中使用了理想邊界擬合®（PBA）技術(shù)后，與經(jīng)典的FDTD算法只限于階梯網(wǎng)格近似（Staircase Mesh）相比，CST微波工作室®不僅保持了結(jié)構(gòu)化直角坐標(biāo)系網(wǎng)格的所有優(yōu)點(diǎn)，并且可以對(duì)曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確建模，實(shí)現(xiàn)了精度與速度的雙重保證。CST微波工作室®擁有業(yè)內(nèi)最佳的三維建模界面，可以迅速準(zhǔn)確的建立和修改三維幾何模型，其時(shí)域求解器可在一次激勵(lì)仿真下就完成全頻段參數(shù)特性的計(jì)算，因此非常適合本問(wèn)題的建模與仿真。

B. 建模

利用模型的對(duì)稱(chēng)性，建模時(shí)只需建立一半結(jié)構(gòu)，即可利用對(duì)稱(chēng)性完成仿真任務(wù)。

該模型由12根輻射波導(dǎo)和兩根饋電波導(dǎo)組成。輻射波導(dǎo)之間都有扼流槽，每根輻射波導(dǎo)上都有68個(gè)左右的輻射縫隙。天線(xiàn)陣被分成I、II兩個(gè)子陣，兩個(gè)饋電波導(dǎo)分別位于兩個(gè)子陣中。每根饋電波導(dǎo)上都有對(duì)應(yīng)于輻射波導(dǎo)的12個(gè)饋電縫隙，金屬膜片與饋電縫隙相對(duì)應(yīng)。

輻射縫隙不僅數(shù)量多，而且每一根輻射波導(dǎo)上的縫隙并不相同，無(wú)法直接使用對(duì)稱(chēng)性建模。如果單獨(dú)建模每一個(gè)縫隙，無(wú)疑工作量是巨大的。這里采用一種基于CST VBA宏命令的半自動(dòng)建模方法來(lái)簡(jiǎn)化這一繁瑣的過(guò)程。

最后仿真用模型如圖9所示，I子陣的饋電波導(dǎo)端口設(shè)置為端口1，II子陣饋電波導(dǎo)端口設(shè)置為端口2。端口1和端口2的幅度比為0.637：1。

C. 仿真結(jié)果

使用CST微波工作室的時(shí)域求解器，整個(gè)裂縫陣天線(xiàn)仿真的總網(wǎng)格數(shù)達(dá)到142,156,080，精細(xì)分辨了裂縫陣和饋電波導(dǎo)金屬膜片等微小結(jié)構(gòu)。圖10、圖11分別給出了中心頻率f0下，天線(xiàn)P面與Q面方向圖。