MATLAB在反射面天线三维方向图中的应用

提出了一种反射面天线三维方向图的绘制方法。介绍了分析反射面天线辐射场的方法,并将表面电流法和口径场法进行了比较。给出了计算抛物面上的电流分布公式,论述了表面电流法的基本原理。运用MATLAB软件对反射面天线的辐射场进行了数值计算,阐述了程序主要语句格式和功能以及计算的流程图,得到了天线的二维和三维方向图,直观清楚地表现出辐射方向图的特点,为绘制反射面天线的方向图提供了一种方法。     

用PTD分析双弯曲反射面天线形变和穿孔的辐射特性

该文根据模型反射面天线的爆炸实验测试结果建立了反射面天线形变的数学模型,应用物理光学(P0)法和物理绕射(PTD)理论计钟:了一种赋形反射面天线形变后的辐射特性,同时还计算了反射面天线表面被爆炸破片穿孔后的辐射特性,结果表明,由于反射面的局部形变,直接导致辐射方向图的恶化,并且随着形变部分面积的增大,水平面的副瓣抬高很大,穿孔也会使水平面的副瓣抬高。     

不同参数超宽带反射面天线系统辐射特性

在超宽带反射面天线设计中,首要问题是馈电天线的方向图与反射器匹配。以往在频域上对反射面天线的研究发现,当馈源天线方向图给出约-11 dB的边缘照射时,反射面天线可实现其最佳性能。在参数化模拟了作为馈源的透射电子显微镜(TEM)喇叭天线方向图特性的基础上,根据反射面天线的频域设计准则,相应地加入合适的超宽带反射面天线,对其远场辐射特性进行模拟计算。为了获得尽可能大的远场辐射场,采用计算机仿真技术(CST)数值模拟软件,在0 GHz~1 GHz频率范围内模拟了以不同参数TEM喇叭天线作馈源的超宽带反射面天线的远场辐射特性,并在时域上对其结果进行分析。模拟结果表明,由于其相位中心的不确定性,作为馈源的TEM喇叭天线无法与反射面天线完全匹配,其沿着反射面天线主轴移动时产生的反射面口径场相位和幅度的变化影响着远场辐射场的变化,TEM喇叭天线的遮挡效应也不容忽视。     

天线的机电一体化分析方法

基于机电综合分析的思想,给出了变形反射面的变形函数描述,以及天线变形后的辐射场计算方法,并分析了变形反射面对天线辐射方向图的影响。最后,运用最优化方法计算出了馈源在最佳位置时天线的辐射方向图。     

赋形反射面天线毁伤效应研究

利用物理光学法分析了赋形双弯曲反射面天线在冲击波形变效应和破片打洞效应影响下远区辐射场的变化。由测试结果建立了反射面形变的数学模型，推导出了远区辐射场的计算方法，并提出了反射面打洞的模型及其辐射场的计算方法。结果表明：形变的位置和大小对天线辐射方向图的影响是不同的，破洞的位置和大小对天线辐射方向图的影响也是不同的，文中给出了详细的对比结果。     

采用换元物理光学法分析桁架式可展开反射面天线方向图

桁架式可展开反射面天线在未来的星载合成孔径雷达(SAR)中将有着广泛应用,然而目前对该类天线方向图的系统性理论分析还不够完善.该文根据桁架式天线反射面的特殊构型——空间三角形单元拓扑结构,提出了一种将物理光学法与换元法相结合来计算馈源数目任意、位置任意的桁架式天线方向图的方法,仅需反射面上的节点坐标即可求出天线方向图.对矩形喇叭线阵馈源激励下的口径大小为2.8 m×6 m 的桁架式可展开反射面天线方向图进行编程仿真,得到的主要参数计算值与实测值相吻合,通过与几何光学法仿真结果相比较,得出该文提出的算法更为精确有效.该文提出的算法建立了桁架式天线反射面结构与天线方向图的直接联系,实现了该类天线的机电一体化设计.     

多孔毁伤时赋形反射面天线辐射特性的研究

利用基于表面电流积分的物理光学法对赋形反射面天线的远场辐射特性进行了建模和分析，比较了反射面完好时的计算结果与测试值，取得了良好的一致。着重研究了天线反射面多孔毁伤后辐射方向图特性受毁伤孔数、孔径及其位置的影响。分析发现，只有当孔径大于一定的尺寸(约0．20个波长)时，天线增益和副瓣电平才会发生明显变化。同时，毁伤孔径越大、越靠近反射面中心则天线增益的下降及副瓣电平的提高越显著。     

用几何光学法计算特殊形状双反射面天线的方向图

给出了用几何光学法计算双反射面天线方向图的求解过程,这种方法不但可以用于计算普通的反射面天线,而且可以用于计算特殊形状的双反射面天线。作为实例,用这种方法计算了环焦型椭圆波束天线和多波束抛物环面天线的方向图,实测结果和理论计算基本一致,从而验证了这种方法的正确性。     

对一种圆形阵列天线的研究

主要分析了一种带有反射面圆形阵列天线。首先根据方向性增强原理，对一般性的不带反射面的圆形阵列天线进行了理论上的分析，计算得到了阵列天线各个阵元的配相，然后根据镜像原理，得到了在中心带有反射面时圆形阵列天线的辐射方向图、增益等天线的技术指标。最后对实际制作的天线进行测量，得到的结果与理论分析的结果相对比，天线在辐射方向上的吻合非常好，达到了设计的要求。     

赋形反射面天线形变效应的研究

本文利用物理光学法（PO）分析了赋形双弯曲反射面天线在冲击波形变效应的影响下远区辐射场的变化，并由测试结果建立了反射面形变的数学模型，推导出了辐射场的计算方法。结果表明，由于反射面的局部形变，直接导致辐射方向图的恶化，并且随着形变部分面积的增大，水平面的副瓣抬高很大，不同部位的形变对方向图的影响也是不同的。中间部位形变对反射面方向图的影响要大于边缘形变对反射面方向图的影响。     

大型天线近场测量的研究

本文运用了Jacobi-Bessel级数展开法对近场测量数据进行处理,推算出天线的远场方向图,给出了计算步骤和测量概要,最后,用1.5米反射面天线作为模拟天线,获得其近场数据,由此推出天线的远场方向图,并且和实测结果进行了比较.在确定大的和对地球引力敏感的空间天线远场方向图时,讨论了极平面构形在机械和电性能上的独特优点.     

对称锯齿形天线的背向辐射特性

当对称锯齿形天线带有小接地板时，呈现一种背向辐射的特性。文中给出了实测的背向辐射方向图。这种天线可能发展成为一种新的反射面天线的线极化馈源。     

双反射面天线的和差方向图和增益计算

利用面电流法推导出了多模喇叭馈源照射时双反射面天线的方向图和增益计算公式，方向图计算包括了由馈源ＨＥ１１模激励的天线和方向图和由馈源ＨＥ２１模激励的天线差方向图两种形式；增益计算包括了口径利用系数、交叉极化损失和融反射面漏失等项内容，得到的结果与实测结果比较一致。     

VSAT和USAT站天线性能设计目标及其局限性

简述了甚小口径天线终端(very small aperture terminal,VSAT)和超小口径天线终端(ultra small aperture terminal,USAT)站天线口径的划分及等效口径的计算方法.系统介绍了VSAT和USAT站天线性能的设计目标,即天线方向图的旁瓣特性、交叉极化特性和偏轴等效各向同性辐射功率.指出了VSAT和USAT站卫星通信天线性能设计目标的局限性,并提出了VSAT和USAT站天线方向图第一旁瓣电平要求的建议.     

基于梯形-复化Gauss 积分的赋形反射面天线远场快速分析

针对赋形反射面天线优化设计耗时长的问题,提出了一种快速有效的分析赋形反射面天线远场的计算方法,并计算了赋形反射面天线的远场方向图。将远场积分公式中对赋形反射面的积分转换为对投影面上单位圆域的积分,再运用二维梯形-复化Gauss 积分将积分公式转换为数值相乘累加求和的形式,并给出了详细的计算公式。对C 波段和X 波段不同大小圆形口径赋形反射面天线远场进行分析,文中方法计算结果与直接积分法、Gordon 积分法计算结果相吻合,计算效率得到显著改善,该方法的有效性得到验证。     

一种宽频带圆锥波纹喇叭设计

设计了一种工作频带范围为22-30GHz 的圆锥波纹喇叭。通过电磁场仿真软件HFSS 对该天线进行仿真,计算了天线的驻波系数、交叉极化、增益方向图、相位中心等参数。计算结果表明,该波纹喇叭方向图对称性好、交叉极化低,可用作高性能反射面天线馈源。     

共反射面双频段单脉冲馈源设计

叙述了共反射面双频段单脉冲馈源的一种设计方法，该馈源采用了各自频段的喇叭馈电，实现了双频共面馈电的技术要求。根据馈源的理论方向，计算了天线的理论方向图。     

大型赋形双弯曲反射面天线

介绍了大型赋形双弯曲反射面天线获得低副瓣性能所采取的偏馈、高性能喇叭等常规手段,并重点介绍了喇叭方向图与反射面边缘修正相结合产生反射面上近似于台劳分布的电流分布,以及竖式总成以消除反射面自重带来的均方根误差的变化。     

天线相位方向图分析

干涉仪测速定位系统对天线提出相位精度要求,主要是相位方向图的平坦性和天线对之间相位方向图的一致性。本文分析了影响抛物面天线远场相位特性的各种因素;根据微波天线相位中心讨论的现有成果,选取等效参考相心;利用口径场理论导出相位方向图的计算公式;同时考虑了天线转动中心偏离相位中心随指向变化引起的相移;并与实测的相位方向图进行比较,获得了较为满意的结果。     

多模反射面天线理论与技术研究

在卫星星座跟踪、远距离微波能传输等需要构建大功率均匀场的领域,都需要具有平顶波束的高增 益反射面天线。受多模和混合模喇叭天线的启发,文中创新性地在反射面天线设计中引入了多模的理念。首先提 出了双模反射面的思路,即在标准抛物面天线的最大辐射方向上引入相位差为180°的反相模式场,由两种模式合成 平顶波束。然后,将双模的理念推广开来,总结出多模反射面天线的一般理论,即由反射面的不同区域激励多种模 式的信号,合成期望的赋形方向图。文中还详细介绍了多模反射面天线的多种结构形式、模态变化和实现方式,并 依此理论成功设计了具有平顶方向图的C 波段高增益反射面天线,为传统反射面天线的发展与应用提供了新的理 论与技术支持。