在現(xiàn)代通信、雷達(dá)等眾多依賴(lài)微波技術(shù)的領(lǐng)域，天線罩起著至關(guān)重要的作用。它就像天線的 “保護(hù)罩”，既能保護(hù)內(nèi)部設(shè)備，又能對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行篩選和傳輸。近日，一項(xiàng)發(fā)表于《Engineering》的研究提出了一種槽環(huán)天線罩微波無(wú)線功率傳輸特性的近似分析方法，為天線罩性能研究帶來(lái)新突破。

天線罩是一種周期性陣列結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于微波和天線工程。其中，環(huán)形回路是常見(jiàn)的研究對(duì)象。以往，分析環(huán)形天線罩的電磁特性多采用數(shù)值算法或商業(yè)軟件，這些方法要么計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，要么對(duì)某些結(jié)構(gòu)的適用性有限。而此次研究提出的近似分析方法，基于等效傳輸線模型和基爾霍夫型電路，為解決這一問(wèn)題提供了新途徑。

研究人員將環(huán)形結(jié)構(gòu)近似為 30 段直條，用 30 段等效傳輸線進(jìn)行建模。通過(guò)推導(dǎo) E 面和 H 面掃描時(shí)天線罩表面入射場(chǎng)的統(tǒng)一表達(dá)式，求解 60×60 的線性方程組，得到沿環(huán)帶的電流分布，再利用對(duì)偶原理求出互補(bǔ)槽環(huán)的磁流?；谶@些精確計(jì)算的電流分布，借助 Munk 方案高效算出微波無(wú)線功率傳輸特性。

在研究中，研究人員對(duì)該方法的帶內(nèi)和帶外傳輸特性進(jìn)行了深入分析。在帶內(nèi)傳輸特性方面，對(duì)比該方法與 Ansys HFSS 軟件的計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者在寬頻帶上吻合度較高。在頻率約為中心頻率 1.45 倍以下、傾角小于 45° 且槽寬不超過(guò) 0.025λ?（λ?為中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)）時(shí)，該方法精度較高。同時(shí)，研究人員還利用該方法分析了天線罩的帶內(nèi)擊穿特性，計(jì)算出最大電場(chǎng)，其結(jié)果與 Ansys HFSS 模擬結(jié)果相近，驗(yàn)證了方法的有效性。

對(duì)于帶外傳輸特性，研究人員分別考察了超寬帶和窄帶高功率微波照射下天線罩的表現(xiàn)。在超寬帶高功率微波測(cè)試中，研究人員選取了不同脈沖寬度的典型時(shí)域波形進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，天線罩對(duì)超寬帶高功率微波有很強(qiáng)的衰減抑制作用，即使入射波頻譜覆蓋通帶，脈沖峰值仍有約 15dB 的衰減。在窄帶高功率微波測(cè)試中，當(dāng)載波頻率在通帶內(nèi)或附近時(shí)，大部分微波能透過(guò)天線罩；而當(dāng)頻率遠(yuǎn)離通帶，幾乎所有入射波都被反射，表明天線罩對(duì)窄帶高功率微波同樣具有良好的帶外濾波特性。

該研究的鮮明論點(diǎn)是：新提出的近似分析方法能高效、準(zhǔn)確地分析槽環(huán)天線罩的微波無(wú)線功率傳輸特性。與傳統(tǒng)方法相比，該方法無(wú)需進(jìn)行全波模擬和曲線擬合，計(jì)算效率大幅提高。例如，計(jì)算同一問(wèn)題時(shí)，Ansys HFSS 軟件需約 690 秒，而新方法僅需 2.82 秒。

這一成果對(duì)微波技術(shù)的發(fā)展意義重大。在通信領(lǐng)域，有助于優(yōu)化天線罩設(shè)計(jì)，提升通信信號(hào)質(zhì)量，減少外界干擾；在雷達(dá)系統(tǒng)中，能提高雷達(dá)的探測(cè)精度和可靠性，更好地滿足國(guó)防、氣象監(jiān)測(cè)等需求。未來(lái)，隨著研究的深入和技術(shù)的不斷完善，這種方法有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，推動(dòng)微波技術(shù)邁向新高度。