多频段环焦型椭圆波束天线优化设计

针对小口径低剖面天线的多频段、低旁瓣和高效率的需求,提出一种基于切割赋形环焦天线和非均匀有理B样条（non-uniform rational B-spline,NURBS）曲面的环焦型椭圆波束天线的综合优化设计方法.该方法首先采用样条函数将一维口面场参数化,针对赋形切割环焦天线进行第一次快速优化设计;然后,用NURBS曲面将优化后的天线主副反射面再次参数化,引入多目标优化差分进化算法,以天线效率和第一旁瓣为优化目标,对该环焦型椭圆波束天线进行第二次优化设计.应用该方法设计并加工了一个410 mm×720 mm的环焦椭圆波束天线,工作频率覆盖了Ku/K/Ka三个频段,天线总效率达到49%以上,第一旁瓣低于–14 dB,电压驻波比小于1.44∶1.实测结果和全波仿真结果吻合良好,验证了本文设计方法的有效性.     

基于模转换器出口导纳设计双槽深馈源

给出了工作于2个隔离很远的频带的波纹喇叭的设计方法,其中波纹喇叭的模转换器为双槽结构,一个槽为环加载结构,另一个为直槽。这种设计方法的关键技术包括控制2个槽的合成导纳在2个工作频带内,在出入端口趋于无穷大,在输出端口接近于零,以及控制合成导纳的极值点的出现频点。通过CHAMP软件仿真可知利用这种设计方法设计的波纹喇叭在2个频带内有良好的电气性能。     

一种新型椭圆波束天线设计技术

针对双频段低剖面椭圆波束天线的需求,该文提出了一种新型混合结构椭圆波束天线的设计技术。该混合结构由主、副反射面内环部分构成的椭圆波束环焦天线和外环部分构成的椭圆波束卡塞格伦天线组成。该文描述了椭圆波束天线的设计思路、设计步骤和赋形计算公式,给出一个600 mm×1200 mm椭圆波束天线的设计实例,并进行了容差分析,该天线的工作频率覆盖了Ku/Ka双频段,效率达到56%以上,电压驻波比(VSWR)低于1.27,俯仰面第1旁瓣低于–12.2 dB,方位面第1旁瓣低于–14.6 dB。商业软件Grasp和CST全波仿真的结果吻合很好,证明了该新颖结构和设计方法的有效性。     

反射面天线增益的快速估算

反射面天线厂泛地应用于卫星通信、航天测控以及射电天文等领域.天线增益是天线的最主要指标之一,如何准确地估算出天线的增益对于天线方案与系统论证至关重要.从天线增益的基本概念出发推导出了抛物面天线增益的计算公式,并给出了用于指导工程实践的估算公式与曲线,最后利用导出的公式对13m天线的效率进行估算,通过与实测结果比较可知文中所给出的估算方法有效.     

大轴比椭圆波束天线过渡函数的研究

研究了不同的过渡函数对椭圆波束天线增益、旁瓣、效率和主反射面轮廓等性能的影响。根据工程应用对低旁瓣和高效率的要求,选取合适的过渡函数,给出了轴比为2：1的椭圆波束天线实例。由仿真结果表明,可以达到高效率、低旁瓣、低剖面的性能。     

同轴波导口面的辐射特性研究

为了研究同轴口面的辐射特性,从同轴口面的电磁场的矢量模函数出发,应用口面场的傅里叶变换求解同轴口面的辐射场,研究了同轴区域的电尺寸、同轴喇叭张角与2个常用的高次模辐射特性之间的关系,给出了2个常用模式的比例与辐射方向图的关系和供工程设计用的参考数据。     

利用馈源的高次模改善偏置抛物面天线的交叉极化性能

提出了一种改进单偏置抛物面天线交叉极化特性的新方法, 研制出一种双模工作的新型馈源,分析了其工作原理,并进行了实验研 究,测试结果表明这种方法是可行的。