一种重新赋形副反射面的环焦天线设计

首先针对相同口径的环焦天线主反射面通用化需求,对双反射面天线的发展背景和环焦天线优点及赋形机理进行了简要介绍,然后提出了一种在不改变环焦天线的主反射面曲线的基础上,改变馈源照射角和重新赋形环焦天线副反射面曲线的设计方法,最后依据提出的设计方法给出了设计仿真计算,计算结果满足工程需求,避免了天线主反射面重新开模具,实现了环焦天线主反射面通用化,大大降低了天线的生产成本。     

双偏置格里高利天线赋形方法的研究

针对双偏置格里高利天线的赋形技术进行了研究, 给出了一种双偏置格里高利天线的赋形方法.通过全微分条件推导出了副反射面和主反射面的映射关系, 并结合能量守恒定律、反射定律和等光程条件, 求取天线主、副反射面的轮廓曲线.最后给出了一个设计实例, 仿真结果表明:利用文中的赋形方法能够有效控制口面场幅度分布, 实现预期的天线方向图.     

基于NURBS建模的椭圆波束赋形天线设计

基于非均匀有理B样条曲面建模,提出一种低剖面椭圆波束赋形天线设计方法。利用馈源喇叭的辐射方向图和主反射面口面场分布函数,对φ=0°面的主副反射面曲线赋形,计算任意φ平面的主副反射面赋形曲线,利用非均匀有理B样条曲面建模技术对主副反射面建模并用全波仿真软件进行仿真优化。仿真结果表明,用该方法设计的椭圆波束天线在12.5 GHz和14.5 GHz时效率分别为67.82％和65.38％,第一副瓣电平均小于-14 dB,该天线实现了低剖面和高效率的优良性能。     

高效双反射面天线的一种新设计

双反射面高效天线除了要求使用标量馈源外,还要求对反射面进行赋形,目前广泛使用几何光学(G.O)赋形。Wood指出了用绕射理论进行赋形,可得到比G.O赋形更高的效率。对于中小天线(D～200λ)只对副面赋形,效率也有一定提高,但这些方法都是从减小口面场分布不均匀的角度来提高效率。本文提出进一步提高效率的方法,即减小赋形天线的绕射损失;介绍了只对副面赋形的情况。所用原理亦可用于主、副面赋形,但计算与制造都要复杂得多。文中比较了(1)标准双反射面卡氏天线;(2)只延伸副面的标准卡氏天线;(3)延伸副面最佳绕射赋形双反射面天线的理论计算效率和馈源-副面组合的散射方向图,并对后者作了带宽计算。     

双弯曲赋形反射面天线的外形选择

对双弯曲赋形反射面外形特征进行了理论分析，研究了不同外形反射面对天线电性能的影响，给出了选择反射面外形的方法，对双弯曲赋形反射面天线的设计有一定的帮助。     

一种星载通信混合反射面天线的设计方法

为了使星载通信天线产生1个赋形波束覆盖服务区,同时产生1个固定点波束和1个有限扫描点波束,该文提出一种由2个赋形反射面和3个馈源组成的混合反射面天线。该天线是以赋形主反射面共用为基础,等效为2副单馈源单偏置反射面天线和1副双偏置格里高利型赋形反射面天线,分别产生赋形波束、固定点波束和有限扫描点波束。通过对一副口径为1.2 m的天线各个波束进行仿真实验,赋形波束在Ku收、发频段时波束覆盖区边缘(EoC)方向性系数为27.5 dBi,固定点波束在C收、发频段时天线口径效率高于70%,通过将赋形副反射面及对应馈源横向偏焦实现Ka收、发频段的点波束在服务区内外的扫描。仿真结果表明,该混合反射面天线可实现C/Ku/Ka频段的同时通信任务。     

双馈源双偏置结构星载通信多波束天线

为了使星载通信天线产生赋形波束的同时,又能辐射具有扫描特性的点波束满足特殊情形下的通信要求,提出了一种以单馈源赋形反射面天线为基础,利用另一个馈源进行副反射面赋形,补偿主反射面口径相位差的方法,从而形成高效率点波束,并通过副反射面及对应馈源横向偏焦实现点波束扫描的目的。为了检验方法的有效性,仿真实验了一副口径为2.2 m 的赋形反射面天线。实验结果表明:赋形波束在服务区内部的最小增益是30.0dBi,点波束在服务区内部及周边区域扫描时具有比赋形波束更高的增益,因此,所提方法是有效的。     

毫米波赋形偏馈双反射面天线技术

为了实现一种具有高口面辐射效率、斜波束出射能力的口径天线,采用几何光学方法设计了一种偏馈双反射面天线.天线主反射面采用赋形设计,副反射面的设计过程中采用Snell定理作为约束条件.通过理论公式、数值模拟仿真和实验测试研究,实现了一种出射波束口径为110 cm、天线口面场分布为抛物形分布、波束出射方向与竖直方向成20°夹角的赋形偏馈双反射面天线.在中心频率95 GHz下,实测天线增益为59.7 dB,第一副瓣电平为-19dB,天线口径效率达到78%.     

低旁瓣小口径天线口面场分布函数的研究

小口径反射面天线主反射面电尺寸较小、副反射面遮挡较大,经典的口面场分布函数已经不再适用于小口径天线的赋形设计。针对0.9 m Ku频段天线低旁瓣、高效率的要求,用多目标遗传算法优化了其口面场分布。经几何光学赋形设计,利用Grasp软件计算了该天线的辐射性能,在Ku收发频段的口面效率可达60%以上,第一旁瓣低于-18 dB,并且±20°范围内的广角旁瓣满足INTELSAT IESS-601要求。利用一种二阶贝赛尔函数描述了该类口面场分布,分析了小口径天线口面各区域的能量分布对其效率和旁瓣的影响。     

Ku/Ka四波段共馈低剖面赋形天线设计

针对传统切换式多馈源的低剖面反射面天线结构复杂,不能多频段同时工作的问题,介绍了一款四波段单馈源低剖面环焦反射面天线及设计方法。该天线工作在四波段14~14.5 GHz, 11.45~12.75 GHz,19.6~21.2 GHz,29.4~31 GHz。整体天线采用双槽深波纹喇叭单馈源、通过口面场分布和多项式拟合过渡函数的方法构造的赋形副反射面和主反射面。用电磁仿真软件进行了建模仿真和验证。实测结果表明,整体天线较传统天线的效率提高12%以上,第一旁瓣<-14 dB,指标满足设计要求。     

宽角扫描赋形对称单反射面天线的优化设计

为满足宽角扫描的要求,基于几何光学理论对一种对称单反射面天线进行了赋形设计。以扫描口径面上射线路径的方差为目标函数,采用Powell方法极小化该函数,最终确定出了反射面的方程、特定扫描角度下的馈源位置以及馈源对反射面的照射区域,实现了天线扫描工作时的最小增益损失和最高口径利用效率。分析结果表明,所设计的单反射面天线在宽角扫描范围内,方向图无大的畸变,增益损失很小,副瓣电平达到了设计要求。本文赋形方法为宽角扫描双反射面天线的赋形设计奠定了基础。     

反射面天线馈源喇叭边缘照射电平的分析

反射面天线设计的关键就是通过选择合适的喇叭馈源边缘照射电平以追求天线的高性能（增益,旁瓣电平, 效率等）。本文主要利用实例验证了标准反射面天线馈源喇叭的优选边缘照射电平,分析了赋形反射天线馈源喇叭的优选 边缘照射电平,给出了标准反射面和赋形反射面在设计中各自馈源喇叭的优选边缘照射电平。从而可以在设计工作中对 于不同形式的反射面天线有针对性的设计馈源喇叭的边缘照射电平。     

赋形波束双弯曲反射面天线探讨

针对赋形波束双弯曲反射面天线出现条带相交情况以及用大口径天线直接在骨架筋条上铺设网来构成反射面，提出了反射面重新构造方法。消除了反射面上的奇异区域，解决了一般情况下赋形波束双弯曲反射面天线的设计问题，提高了设计精度。文中还给出了设计实例和计算测试结果。     

基于GRECO的单馈源宽角赋形反射面天线的设计

提出了利用图形电磁计算方法进行赋形反射面天线的设计。利用NURBS对任意的赋形反射面天线进行建模，通过改变控制点改变模型局部的形状，易于对相位优化，在设计过程中实时的对测试结果进行监控，随时对反射面天线进行调整，以接近设计指标；自动完成对抛物面天线的精密剖分；在抛物面天线方程不知的条件下，易于通过光照获得表面法矢。     

卫星反射面天线波束赋形的研究

卫星波束赋形天线普遍采用阵馈抛物反射面天线和单馈成形反射面天线。针对前者阵馈和后者反射面表面开头复杂的特点,本文分别采用了遗传算法和共轭梯度法对这两种天线进行了优化,并获得了中国版图的减束赋形,说明上述算法在卫星反射面天线波束赋形优化中是有效的。     

卫星反射面天线波束赋形的研究

卫星波束赋形天线普遍采用阵馈抛物反射面天线和单馈成形反射面天线。针对前者阵馈和后者反射面表面形状复杂的特点,本文分别采用了遗传算法和共轭梯度法对这两种天线进行了优化,并获得了中国版图的波束赋形,说明上述算法在卫星反射面天线波束赋形优化中是有效的。     

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。     

宽角扫描偏置单反射面天线的面赋形设计

为实现宽角扫描,对偏置单反射面天线进行了面赋形设计,减少了天线在扫描过程中所需馈源阵单元的数目,或者说在馈源阵单元数目给定的情况下,赋形工作降低了波束扫描给天线带来的增益损失.赋形工作中,首先根据反射面的初始数据,以双三次B样条函数逼近其初始形状,然后从各预定的馈源位置向反射面发出若干条射线,并采用几何光学(GO)求得这些射线经反射面反射后的方向,最后以这些反射线的方向与各对应扫描方向之间的偏差最小为优化目标,通过Poweu方法对样条函数的插值数据点进行调节,最终确定了赋形反射面的形状.模拟结果表明了文中所述方法的可行性和有效性.     

一种形成赋形锥状波束的双反射面天线

在许多应用场合,需要用到具有锥状赋形波束方向图的天线。以环焦天线为基础,改变设计参数,可以根据需要方便地设计出具有赋形锥状波束的双反射面天线。这种天线与其他形式可形成锥状波束的天线相比具有许多优点。     

均匀照射赋形反射面天线设计

为提高反射面天线的照射均匀性，利用波束赋形技术设计一款工作在15 GHz的高性能偏置反射面天线.该天线由一个非均匀有理B样条（non-uniform rational B-splines，NURBS）反射面和一个介质棒馈源组成，NURBS反射面通过物理光学法结合Nelder-Mead优化算法来赋形，从而获得理想的天线辐射场.仿真结果表明，赋形后的反射面天线相对旁瓣电平低于-20 dB，增益在-2.7°~2.7°的波束范围内超过20 dBi，且浮动不超过1 dB.该天线具有结构简单、旁瓣低、增益均匀的特点，在卫星通信等领域具有重要作用.