一种新型的双波束指向馈源喇叭

文章介绍了一种新型的馈源喇叭,这种馈源的设计,利用了喇叭反射面天线原理,实现了馈源的双频、双极化、双波束指向功能。文中重点讨论了这种喇叭的设计思想及波束特性的修正方法,给出了这种馈源喇叭特性的实际测量结果。     

通信卫星反射器天线的多频段馈源的设计

前言日益需要一种能够提供较大通信容量和同时具有多种功能的通信卫星,例如装有电视广播转发器的多路通信转发器。鉴于这种需要,必须有一种在多频段中可以提供赋形波束和区域复盖波束的多频段天线系统。一些通用的休斯通信卫星天线设计是由照射偏馈抛物面反射器的喇叭阵组成的,这种反射器在4/6 GHz频段中能够提供赋形波束的复盖区域。为在较高频段如12/14或20/30GHz频段中同时产生波束,那就要研制多频段馈源。     

偏馈抛物柱面型空间功率合成天线研究

用口面场积分方法分析了偏馈抛物柱面型空间功率合成天线.在不同的馈源组阵方式,不同的抛物柱面夹角时,得出最佳的馈源喇叭的尺寸,最佳的馈源轴线指向,和最佳的抛物柱面边缘照射电平.计算偏馈抛物柱面天线的增益因子与抛物柱面尺寸的关系,比较不同的增加天线增益方法的优劣,指出H面喇叭E面阵列作为馈源比E面喇叭H面阵列作为馈源的抛物柱面天线具有更高的增益因子.本文的研究结果用于指导空间功率合成天线的设计.     

分析宽频带、双极化、恒束宽四脊喇叭的混合方法

介绍了作为反射面天线馈源的宽频带、双极化、恒波束四脊喇叭，运用有限元和模式匹配相结合的混合法详细且计算了四脊喇叭的广义散射矩阵。然后运用口面积分计算了四脊喇叭的辐射远场，给出了四脊喇叭和用四脊喇叭做馈源的反射面天线的实测结果。     

反射型波束波导和天线的交叉极化

利用近轴射线近似法导出了曲板反射器所引入的交叉极化的简单公式。特别是,当反射器是旋转二次曲面,而波束的中心射线通过反射器的焦点时,高斯波束的最大交叉极化场的幅度,对轴向主极化场相对值,是式中e是自然对数的底;ξ是波束的1/e功率半径;k_⊥是垂直于入射平面反射器的曲率,θ是入射角。对于这样的反射器、波束场恰好可用每个极化平面的两个高斯模叠加来表示:基模,相应于主极化高斯波束,高次模用来计算交叉极化场和幅度“空间”锥削。通过一系列这样     

卫星通信有效载荷用的多波束双频段阶梯反射器天线

本文介绍了一种适用于双频段多波束卫星有效载荷的新型阶梯反射器天线（SAR）。这种SAR系统用于地球同步卫星，可向地球覆盖区产生“平顶”辐射方向图接收波束和高效率高斯方向图发射波束。它综合利用改进后的阶梯反射器天线和双频段高效率馈源喇叭实现高效率多波束天线（MBA），支持通信卫星信号的下行发射和上行接收。已表明SAR可发射接收一组重合点波束，并显著地改善了边缘覆盖增益，提高了复用相同频率信道的波束间同极化隔离度，接收波束对卫星指向误差的反应小，与传统多波束天线相比还减少了反射器数量。     

复射线理论应用于天线一体化设计

分析自由空间天线辐射特性的方法已十分成熟,如口径场积分法、平面波谱积分法等,它们大都是行之有效的,但要求对天线及天线罩进行一体化分析时,现有的经典方法往往不能迅速而准确地给出解答,如果用复射线理论这一新方法则可以对某些问题圆满地给出结果.根据复射线理论,利用复源点远场具有的高斯波束特性,无论是在远区或是近轴区域内,复源点场和高斯函数有很接近的相同分布,理论上论证了对于具有高斯波束分布的口径场可以用复源点场来近似模拟.     

一种快速稳健的致密焦面阵列馈源设计方法

致密焦面阵列馈源(DFPAF)融合了多喇叭多波束馈源和相控阵列馈源(PAF)的特点,与多喇叭多波束馈源和常规相控阵列馈源相比较,它可以同时提供更多的固定赋形波束进一步拓宽视场。在射电天文、雷达、电子侦察和卫星通信等领域引起了极大的关注。由于其阵列结构与常规阵列馈源不同,导致设计方法也具有特殊性,因此近年来展开了对其设计方法的研究。该文充分利用反射面天线的固有特性,并结合阵列天线理论,提出一种可以快速、稳健地设计致密焦面阵列馈源的方法,给出了设计原理和设计结果,并和最具代表性的多喇叭多波束馈源进行了性能对比分析,为设计致密焦面阵列馈电的大型反射面提供理论和数据参考。     

凹凸透镜校正的波纹喇叭—卡塞格伦天线的一种紧缩馈源

用凹凸透镜来校正窄波束波纹圆锥喇叭口面上的球形相前能够大大缩短喇叭尺寸。本文提供了这种透镜校正标量喇叭的理论计算和实测的辐射方向图。事实表明,当把这种喇叭用作典型卡塞格伦天线如射电望远镜的馈源时,此喇叭能提供高效率口面照射。此外,透镜喇叭设计中通常存在高交叉极化,通过使透镜表面带孔状波纹,可使交叉极化降低到喇叭本身原有的水平。文中还给出这种孔的改进设计公式。     

赋形波束双弯曲反射器天线理论研究

本文综述了赋形波束双弯曲反射器天线理论之研究。主要内容是:反射器的分类问题;提出了可采用一般的椭圆型条带(称为斜条带)来组成反射器,而水平带和焦点带只是它的特殊情形,使得综合理论更一般化;给出了此类天线远区场的主极化分量和交叉极化分量的计算公式,以及馈源斜置时和馈源偏离轴线时天线的远区场计算公式,尤其是还推导了在主辐射区内天线远区场的渐近公式。     

偏置抛物面反射器天线:述评

<正> Ⅰ.引言偏置抛物面反射器的主要优缺点偏置抛物面反射器不论址在结构上,还是在分析上都很复杂,其主要优点是:(1)降低了口径遮挡影响,如图1所示;(2)能把反射器对初级馈源的反作用减至最小。其缺点是:当被线极化初级馈源照射时,偏置反射器在天线辐射场内产生交叉极化分量;当使用园极化时,虽不产生交叉极化分量,但使天线波束偏离电轴。对于小的偏置反射器,在线极化情况下,也能观测到这种偏置影响。     

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。     

馈源有大范围横向位移的轴对称大型双反射器天线波束偏转的校正

馈源有大范围横向位移的轴对称反射器天线中，其波束偏转表现为左旋圆极化和右旋圆极化辐射图的小偏移。它是由反射场中交叉极化分量引起的。我们的举在其效果，尤其是怎样将它减至最小或校正它。对联邦德国马克斯普朗克射电天文研究所１００米望远镜的测量促进了这一研究。我们对不同的卡氏天线进行了一系列计算机仿真。结果表明：波束偏转与天线的各种几何参数有关，在最优的增益方向，即馈源轴线指向主焦点，保持馈源横偏时甚至可     

三维高斯波束跟踪传播损耗预测改进模型

针对传统射线跟踪法需要考虑绕射并涉及接收球处理,从而算法复杂、计算量大等缺点,提出了一种基于三维高斯波束跟踪和二维网格加速的电波传播预测模型。该模型通过Gabor分解法将任意口径场分布展开为高斯型口径分布,直接实现了波场积分的离散化处理;高斯波束场采用复射线场模拟,并借助几何光学法加以复延拓,可处理反射、绕射和折射等复杂问题。相比传统射线跟踪法,本文模型无需考虑接收球处理和绕射,具有数学推导简单以及计算量小等优点。数值仿真结果表明,新模型预测精度与传统射线跟踪法基本相当,但预测效率可提高数十倍。     

基于抛物面反射器馈电的多波束CTS阵列天线设计

本文设计了一种工作于Ku频段的多波束连续横向枝节（CTS）阵列天线,该天线通过切换馈电端口实现多波束扫描。该天线主要由抛物面反射器波束成形网络（BFN,beamforming networks）以及CTS辐射枝节两个部分构成,结构简单,采用PCB（印刷电路板）工艺制作。其中抛物面反射器波束成形网络包括基于SIW的H面扇形馈电喇叭以及抛物面反射器平面波转换结构;辐射部分为串馈CTS天线,通过预偏20°实现H面正方向波束扫描。天线工作在12.5GHz,通过改变馈电喇叭可实现0°-60°的大扫描角度。     

Ku、Ka频段龙伯透镜馈源阵列技术研究

针对卫星通信中龙伯透镜天线不同频段的馈源并排放置导致最大波束指向的偏移,无法实现多频段馈源上、下行跟踪同一颗卫星,提出了馈源阵列馈电的方法。通过辐射口面采用介质杆天线取代喇叭以改进馈源,此方法减小了馈源的阵间距,利于馈源组阵。结果表明:利用馈源组阵技术可以解决波束偏焦问题,实现多频段收发同一颗卫星的目的,同时也分析了阵列馈源馈电对天线增益和效率的影响。     

第二部分 卡赛格伦天线

本文给出介质锥缋电的卡赛格伦天线的设计理论。用模式法描述付反射器的口径场,用射束一光学方法确定付反射器的轮廓图和主反射器的口径场分布。对工作于中心频率接近11和18千兆赫的天线做的实验结果,一般与理论相符。这种天线效率高、主波束对称性好和互耦合低。     

一种高效率的四脊喇叭馈源

以天线口径效率为目标,研究了四脊喇叭口径对馈源波束等化、波束宽度恒定和天线口径效率等性能的影响,得到了一种3∶1带宽高效率圆四脊喇叭馈源的设计。该馈源在整个频带内具有较低的电压驻波比,三个主平面的主极化方向图波束等化较好,-10d B波束宽度基本恒定,且天线口径效率达到55%以上。     

压缩天线测试场的特性

本文提出压缩天线测试场的原理,考虑了影响性能的主要因素,包括反射器边缘绕射,反射器表面精度,馈源辐射方向图和反射器焦距。已用一个三米直径的抛物面反射器研究了压缩天线测试场的实际性能,反射器边缘的绕射已用锯齿形边缘加以控制。这个压缩测试场已成功地用于测量频率为3GHz到40GHz、直径达1.2米的天线。     

卫星便携站馈源喇叭天线的研究和设计

对卫星便携站的馈源喇叭进行了研究,并设计了一款新结构的介质加载馈源喇叭天线,以替代该卫星便携站原有的波纹喇叭馈源。该介质加载馈源喇叭天线的特点是结构简单、组装简易、成本低廉。通过比较和分析,该天线具有增益高、反射小、交叉极化低、波束对称及波瓣尖锐的优点,尤其是天线的口径效率最高可达到95.7%。可见介质加载馈源喇叭非常适用于卫星便携站的馈源以及卡塞格伦天线的初级辐射器。