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。

偏馈抛物面天线前轴向区的辐射特性

以馈源横向偏焦量作为变化因素来分析偏馈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,在不同频率和馈源下,对不同偏焦量下的天线方向图进行了计算和比较分析.结果表明,随着偏焦量的增大,天线的主波瓣偏离抛物面的焦轴线角度越大,天线增益越小,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越大.且随着频率的升高,天线方向图主瓣和近旁瓣随之变窄,其随偏焦量增加时的不对称性加剧.

侧馈偏置卡塞格伦天线的波束扫描特性研究

研究了侧馈偏置卡塞格伦(side-feed offset Cassegrain,SFOC)天线,针对SFOC天线的几何结构,讨论了结构参数的改变对天线辐射特性的影响,通过调整天线的设计参数实现天线波束的最佳扫描.对天线在不同扫描角度时的辐射方向图进行计算,分析了方向图的副瓣变化及天线波束扫描时天线增益的变化.仿真结果表明除了馈源被反射面遮挡的情况外,该SFOC天线在扫描过程中增益损失以及副瓣变化均较小,为星载天线的设计提供了参考.

多波束卡塞格伦天线及馈源阵列优化设计

针对临近空间飞行器测控的需求,设计了一种工作于Ka频段的2.5 m多波束卡塞格伦天线,能够实现±2.0°的波束覆盖,在覆盖范围内偏馈损失小于2 dB,满足高增益低旁瓣的要求。通过对多波束卡塞格伦天线的设计方法进行总结及对馈源多波束阵列进行优化分析,达到降低偏馈损失的目的,对天线的优化设计有一定的指导意义。

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。

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 d B和11.23 d B,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。

双馈源偏置卡塞格伦天线研究

文章根据偏置卡塞格伦天线设计原理,通过双馈源、副反射面的正反面将两种不同结构的偏置卡塞格伦天线结合在一起,研究出一种双馈源-单副反射面-双主反射面的新型偏置卡塞格伦天线。该天线充分利用了偏置双反射面天线的扫描特性好、可避免遮挡效应等优点,在两个不同方向上产生双波束,实现双方向扫描,拓宽了卡塞格伦天线的应用领域。