赋形双反射面天线口面场分布的优化

口面场分布函数是反射面天线赋形的主要参数之一,对反射面天线辐射性能起着决定性作用。针对采用分析方法确定口面场分布函数的缺陷,提出了一种优化口面场分布函数的方法。通过分析口面场分布函数与天线辐射场之间的关系,构造了基于遗传算法优化口面场分布函数的数学模型,并分别给出以天线效率和灵敏度为优化目标的2个优化实例。计算结果显示,在优化天线效率的实例中,在满足第一旁瓣电平低于-20 d B的要求下,天线效率高于88%;在优化天线灵敏度的实例中,天线G/T值提高了0.2 d B/K以上的,所提方法达到了预期效果。

基于口面场分布函数的赋形天线设计

标准卡塞格伦天线的口径效率和截获效率之间存在矛盾,限制了天线效率的提高。采用特定的口面场分布函数对天线主副反射面进行赋形。设计了一副Ku频段的高效率、低剖面、短焦距的卡塞格伦天线,同时给出了一种口面场曲线随半径增大而快速下降,接近口面边缘时有所上升的口面场分布函数。仿真结果表明,文章所设计的赋形天线在Ku接收频段内效率大于66.2%,在Ku发射频段内效率大于67.53%,证实了这种赋形方法对天线效率有明显的改善。

赋形双偏置天线口面场分布函数研究

针对目前关于双偏置反射面天线的无遮挡形式口面场分布函数的研究较少的情况,研究了赋形双偏置天线的几何参数变化对口面场分布的影响,进而深入分析了口面场分布对辐射方向图的影响。针对平方公里阵天线(Square Kilometer Array,SKA)高效率低旁瓣的要求,提出了一种改进型余弦口面场分布函数。计算结果表明,天线第一旁瓣电平低于-20 dB,天线效率高于85%。

高效率低旁瓣天线口面场分布函数研究

在赋形双反射面天线中,口面场分布函数对天线电气性能起到至关重要的作用。口面场分布函数妆接影响天线的增益和近角旁瓣。在传统卫星通信地面站中,要求天线第一旁瓣电平在-14dB以下,口面利用率在90%左右,而射电天文望远镜要求天线第一旁瓣电平小于-20dB,口面利用率要求在85%以上。研究并给出了一种整个口面能量均匀分布而外边缘低锥销的口面场分布函数,可以满足高增益,低旁瓣的要求。

低旁瓣反射面天线设计

反射面天线设计在追求高增益的同时,往往也要求天线具有较低的旁瓣水平,以防止对其他系统产生干扰;通过分析不同天线形式反射面天线旁瓣的影响因素,研究了低旁瓣反射面天线设计时参数选取原则和方法,总结了低旁瓣反射面天线的设计方法;给出了一个实际工程应用的超低旁瓣双偏置反射面天线的设计实例和性能仿真计算,天线仿真的口径效率优于59%,旁瓣优于-40 dB,验证了分析与设计方法的正确性,该方法可用于指导低旁瓣反射面天线的工程设计。

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14~14.5GHz,11.45~12.75GHz,19.6~21.2GHz,29.4~31GHz。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<-14dB,指标满足设计要求。

基于FEKO的太赫兹天线设计与SAR成像仿真研究

采用FEKO软件的多层快速多极子算法(MLFMM)和高低频混合算法(MOM/PO)分别对太赫兹双模喇叭馈源及SAR天线进行了仿真。基于FEKO计算的SAR天线口面场分布,结合近远场外推和互易定理,得到了典型金属目标的反射回波信息并用于成像,完美的重建结果展示了设计的太赫兹SAR成像系统的性能。

波束扫描分层双焦点透镜天线设计

为了提高双焦点透镜的扫描性能,提出了一种分层双焦点透镜设计,将双焦点透镜由单一介质改进为两种介质,增加了设计自由度,在相位控制的基础上调控口面场幅度分布,提高口面效率,增强扫描性能。利用粒子群优化算法,对形成该双焦点透镜两种介质分界面的透镜中间曲线参数进行优化,使口面场幅度分布更加均匀。优化设计的分层双焦点透镜在扫描±25°(8.3个波束宽度)时,可以实现边缘电平-7.88 dB,增益损失为0.43 dB,口面效率达到55.8%。在同样扫描角度下,分层双焦点透镜相比平凸透镜增益损失减小1.49 dB,相比单层双焦点增益损失减小0.51 dB。当扫描角度进一步增大后,分层双焦点透镜相比单层双焦点透镜的优势更加明显,在扫描±35°(11.3个波束宽度)时相比单层双焦点透镜增益损失减小1.35 dB,验证了分层双焦点透镜在扫描性能上的优势。