抛物面天线馈源偏焦的理论及应用研究

面向工程应用的实际，分析了引起抛物面天线偏焦的原因，较为详细地推导了各种情况下允许的馈源最大偏焦距离，得出了简洁的表达式，并对所得结果的物理意义进行了简要分析，这对于指导工程实践有着重要的现实意义。文章最后给出了关于偏焦的各种应用场合的介绍。     

馈源二维偏焦抛物面天线设计方法与原理

本文给出了馈源二给偏焦时抛物面天线的设计细则,导出了远场方向图计算式,并给出了计算结果与试验结果。     

改善单偏置天线交叉极化劣化的C-band馈源

描述了用波纹喇叭中的 HE_(21)模抵消单偏置抛物面天线非对称平面交叉极化分量的基本原理,介绍了 TE_(21) 模激励器、波纹喇叭的设计方法和展宽馈源抑制单偏置天线交叉极化分量频带宽度的设计方法,给出了 C 波段 2．4m 单偏置抛物面天线的实验测试数据,单偏置抛物面天线非对称平面交叉极化电平改善了10dB,抑制交叉极化分量的馈源相对工作频带宽度大于8％。这种 TE_(21)模激励技术和与主模 TE_(11)模相位差的调整方法,对馈源的电压驻波比几乎没有影响。     

Ka频段高通量卫星地面关口站13m天线馈源系统设计

本文介绍了新一代高通量卫星通信系统下,13m Ka频段地面关口站天线馈源系统的设计实例。经过开发设计,得到一款高性能、免调试、模块化的天线馈源系统,具有良好的驻波、轴比、损耗、隔离特性。文末给出天线系统和馈源网络的实测结果,该天馈系统目前在全球Ka频段关口站系统中投入使用达30余台套,由于优良的电气和结构性能,深受用户好评。     

星载赋形波束单馈源单偏置反射面天线设计

为了使星载赋形波束天线远场方向图与服务区形状匹配良好,并且在波束覆盖区内具有较平坦的方向性系数,将表征反射面形状的Zernike多项式展开系数作为优化变量,建立基于最小P乘法和Minmax方法的适应度函数,利用进化算法进行赋形反射面天线优化。利用该方法设计了覆盖中国大陆和巴西的赋形波束反射面天线。仿真结果表明,天线远场方向图与服务区形状均匹配良好,服务区内的方向性系数波动量分别为2.31 dB和11.23 dB,该值比现有方法小,并且该方法具有较高自由度及收敛性好的特点。     

Ka频段宽带双口双模馈源设计

针对卡塞格伦天线系统对馈源的要求,设计了一种Ka频段双口双模馈源,可与X频段馈源组合成体积较小的双频段馈源。采用圆环状的和差比较器结构,降低了双频段馈源的体积,通过添加过渡阶梯、圆柱销钉与金属调配板等设计,改善了双频段馈源的性能。测试结果表明,在绝对带宽2 GHz范围内,S和口、E差口与H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 dB。测试频率的和方向图在±60°时的归一化增益均在-14~-20 dB范围内,初级归一化和方向图的对称性较理想,差方向图的零值深度均小于-25 dB,满足卡塞格伦天线对馈源设计的指标要求。     

抛物面天线的微带馈源

抛物反射面天线,在雷达及微波通信中是广泛应用的天线。近年来,由于卫星通信与卫星电视转播的发展,使它的应用日益广泛。抛物面天线由旋转对称的旋转抛物面(反射面)与馈源组成。由于反射面是固定的旋转抛物面,天线的性能在很大程度上取决于馈源的性能。所以,为了改善和提高抛物面天线的性能,近年来天线工作者把相当多的注意力都放在馈源的研究与改进上,要求馈源与反射面密切匹配。也就是说,作为反射面天线的馈源,要求它能在天线反射面的口面上形成一个适当的场分布。这种分布使得天线在某个频带内,在某一给定的旁瓣电平的前提下能得到最大的增益。这除了在设计天线时正确选择馈源的波束宽度与之相配外,还要求馈源的辐射方向图旋转对称、交叉极化激励得要低、旁瓣与后瓣电平要低,在 E 面与 H 面的相位中心要重合,再有馈源与其支架结构对天线的遮挡要小。     

Ka频段馈源多波束引导概率分析

针对临近空间高动态飞行器的角度捕获引导问题,从馈源多波束引导与传统引导存在的差异入手,引入一次检测概率与持续检测概率的概念,并结合分组切换影响,设计给出馈源多波束系统引导概率分析方法。分析得出馈源多波束系统的四次引导概率能够超过99.5%,满足任务要求。该分析方法及给出的结论为Ka频段馈源多波束引导自跟踪的工程建设提供技术支持。     

船载抛物面天线馈源偏心问题研究

馈源是天线的心脏。在此面向工程实际,以某船载抛物面天线为例分析了馈源偏心的原因,分析了馈源偏心的两种类型,并进行了详细的理论推导,得到了两种情况下馈源锁所允许的最大偏角距离表达式,阐述了偏焦的物理意义和应用。     

一种Ka频段多波束天线的工程实现

针对近空间飞行器测控的需求,设计了一种Ka频段的宽角覆盖多波束天线。采用方喇叭作为馈源,通过馈源的横向偏焦,实现反射面天线的宽角覆盖;最后,仿真并研制了原理样机,进行了测试。测试结果表明,该多波束天线覆盖了±1.5°以上的空域,且在覆盖区内的增益差小于1.8 dB,实现了对探测空域的宽角高增益覆盖。样机的研制成功为后续的工程优化提供了重要的设计参考。     

偏焦偏置抛物面天线的辐射特性

以馈源横向偏焦量Δy作为变化因素分析了偏焦偏置抛物面天线的远场辐射特性.在采用坐标转换、相位计算的基础上运用口径场法推导了远区电场的近似表达式,并对不同偏焦量Δy下的天线方向图进行了计算和比较分析.结果表明,随着偏焦量Δy的增大,天线主波瓣偏离抛物面的焦轴线角度越大,天线增益越小;而且主波瓣宽度越宽,旁瓣的不对称性越明显,第一旁瓣的相对强度也越大.     

毫米波天线测量系统及测量精度分析

随着毫米波天线应用环境和设计复杂程度的不断增加,对毫米波天线的测量也提出了更高的要求,为适应宽频 带毫米波天线快速测量的需求,本文基于R&S 公司ZVK 矢量网络分析仪,研究了毫米波扫频紧缩场测量系统的特性, 针对影响其测量精度的主要因素进行了详细的分析讨论,阐述了系统改进主要方向,并给出了测量实例。     

双反射面天线偏焦问题的解决方法分析

大型双反射面天线理论焦点和天线变形曲面最佳吻合反射面新焦点不重合,会造成天线偏焦而导致天线性能恶化的问题。通过对横向偏焦的分析,推导出了馈源横向偏焦的表达式,对馈源横向偏焦量对天线性能的影响进行了分析,提出了寻找新的吻合面和偏转副反射面的2种解决偏焦问题的方法,并以65 m天线为例分别进行了仿真计算,仿真结果表明这2种方法能够很好地解决这一问题。     

新型可重构临近耦合偶极子天线阵

提出了一种可重构的临近耦合印刷偶极子天线阵。其通过控制每个振子的间距和振子偏移中心馈线的距离实现方向图的改变,提出的可重构天线阵,将形成不同方向图的偶极子天线阵嵌套排布,并通过pin管开关切换不同的偶极子辐射单元组,从而实现天线方向图的重构,改变天线的最大辐射方向。仿真结果表明在9.8 GHz的中心频点上,该天线可实现最大辐射方向在0°和40°上切换:波束指向为0°方向时,最大增益为12 dBi;为40°时,最大增益为8.7 dBi,两种工作状态下天线输入端s11均优于-30 dB,匹配良好。     

微带天线阵列的一种新颖馈电网络

微带天线阵列以其重量轻,体积小,成本低等优点在无线通信中有着广泛应用.提出了一种低损耗,高效率馈电网络的设计方法,并利用该馈电网络设计并加工了一个32单元Ku频段矩形贴片微带天线阵列,在中心频率处实现了23.36 dBi的天线增益和80.6%的口径效率,显示了极高的工程实用价值.     

集中负载对大口径天线反射面精度的影响

本文详细介绍了集中负载对天线反射面精度的影响,建立了66m天线结构有限元模型,依据模型分析结果,对集中负载引起的天线主面误差进行了分析和数值计算;引入保型设计概念,对集中负载的承载点进行了优化设计,提出了对集中载荷作用分散化、变形均匀化的处理方式。该方法在66米天线上的成功应用,证明了其可以有效的提高天线反射面精度,保障了探月二期任务的圆满完成。该方法对大口径、高精度反射面天线的研制有重要的指导意义。     

大跨越山谷天线下引线的设计

简要介绍了某大跨越山谷天线下引线的设计，探讨了其材料的选择、力学计算原理、长度的确定原则以及下引线的悬挂等问题。     

新型宽带容性馈电微带天线单元仿真设计

设计一种新型宽频带微带天线单元.天线采用空气介质腔,通过容性馈电贴片进行同轴线馈电,并进行边缘开槽.通过采用HFSS高频系统仿真软件仿真分析发现,适当的调整天线切口、空气腔体和馈电贴片的长宽可以调整天线的带宽和驻波比性能.以反射系数S11≤-10 dB为标准,可测得天线的阻抗带宽达到50%,覆盖4～6 GHz,并且通过改变馈电贴片宽度或空气腔体宽度可以实现天线的双频特性.     

波束波导馈电的新型偏置近场卡塞格伦天线

提出一种新型偏置近场卡塞格伦天线,天线的主副镜均由具有圆口径的抛物面镜构成,给出了主副镜的几何参数和设计方程。采用非传统且适应高功率应用的波束波导进行馈电,天线系统（含波束波导）采用了几何光学和去极化的设计方法。根据照射锥削角和高斯束腰设计了方向图圆周对称的波纹喇叭馈源。在此馈源喇叭的基础上,根据高斯波束法得到波束波导各镜面尺寸。采用物理绕射理论对一个设计实例的方向图进行分析,证明该天线系统具有极低的交叉极化电平和旁瓣电平。