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一种Q/V频段喇叭馈源的优化设计

一种Q/V频段喇叭馈源的优化设计

2023年全国天线年会

作者：牛耕孟则宇中国电子科技集团公司第五十四研究所

研究了一种Q/V频段喇叭馈源的优化设计方法,采用三阶样条函数拟合得到喇叭内壁曲线,应用混合算法(模式匹配法-旋转体矩量法,MMM-BOR MOM)进行馈源与反射面一体化设计,并结合盆地跳跃算法优化相关参数,实现馈源的良好匹配和高效率照射。... 详细信息

研究了一种Q/V频段喇叭馈源的优化设计方法,采用三阶样条函数拟合得到喇叭内壁曲线,应用混合算法(模式匹配法-旋转体矩量法,MMM-BOR MOM)进行馈源与反射面一体化设计,并结合盆地跳跃算法优化相关参数,实现馈源的良好匹配和高效率照射。加工并测试了馈源样机,仿真和实测结果吻合良好,验证了Q/V频段光壁赋形喇叭设计的有效性。

关键词：光壁赋形喇叭 Q/V频段馈源反射面天线

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一种基于口径匹配的太赫兹喇叭馈源天线

一种基于口径匹配的太赫兹喇叭馈源天线

2023年全国天线年会

作者：王林李志平北京航空航天大学电子信息工程学院

本文提出了一种基于口径匹配喇叭天线的易加工的太赫兹频段馈源。在圆锥喇叭天线的口径上加上平滑过渡的曲面卷边得到口径匹配喇叭天线。并通过理论分析和建模优化得到合适的曲面参数,使得喇叭内的传播模式与自由空间辐射之间平滑匹配... 详细信息

本文提出了一种基于口径匹配喇叭天线的易加工的太赫兹频段馈源。在圆锥喇叭天线的口径上加上平滑过渡的曲面卷边得到口径匹配喇叭天线。并通过理论分析和建模优化得到合适的曲面参数,使得喇叭内的传播模式与自由空间辐射之间平滑匹配来降低口径绕射的干扰。最终得到的口径匹配喇叭在220 GHz～330 GHz频段上增益达到10 dB,并且有40°以上的半功率波束宽度,后瓣电平低于-20 dB,电压驻波比在1.05左右,相位中心稳定,最大波动不到0.1倍波长。

关键词：紧缩场馈源太赫兹口径匹配

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射电望远镜相控阵馈源技术

电波科学学报 2013年第2期28卷 348-353页

作者：伍洋杜彪金乘进朱凯龚书喜西安电子科技大学陕西西安710071 射电天文技术联合实验室河北石家庄050081

相位阵馈源是作为多波束馈源使用的小型二维相控阵天线,用以产生多个紧密交叠的波束,扩大射电望远镜的视场,提高巡天效率.文章分析了焦面场匹配与天线效率之间的联系,在单波束和多波束应用方面对相控阵馈源与传统的波导馈源进行了细致... 详细信息

相位阵馈源是作为多波束馈源使用的小型二维相控阵天线,用以产生多个紧密交叠的波束,扩大射电望远镜的视场,提高巡天效率.文章分析了焦面场匹配与天线效率之间的联系,在单波束和多波束应用方面对相控阵馈源与传统的波导馈源进行了细致的比较,并介绍了相控阵馈源馈电的射电望远镜信噪比模型.作为一种新的馈源技术,相控阵馈源展现出更大的灵活性和更为优异的性能.

关键词：射电望远镜馈源焦面场多波束

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一种C波段双极化馈源设计

微波学报 2020年第S01期36卷 267-268页

作者：范超孙浩王志鸿安徽四创电子股份有限公司合肥230088

本文设计了一种C波段双极化馈源,其工作频率为5.3GHz^5.7GHz。该馈源采用正交模耦合器和圆锥喇叭级联,圆锥喇叭的口径仅为42mm,大大的降低馈源对反射面反射信号的遮挡。双极化馈源两种极化端口在工作频段内的隔离度达到-50dB以下,交叉... 详细信息

本文设计了一种C波段双极化馈源,其工作频率为5.3GHz^5.7GHz。该馈源采用正交模耦合器和圆锥喇叭级联,圆锥喇叭的口径仅为42mm,大大的降低馈源对反射面反射信号的遮挡。双极化馈源两种极化端口在工作频段内的隔离度达到-50dB以下,交叉电平低于-35dB。实物加工测试电性能良好,很好的满足某型气象雷达的需要。

关键词：馈源双极化高隔离交叉电平

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超宽带脉冲辐射天线的馈源设计与优化

天津大学学报 2010年第12期43卷 1103-1108页

作者：孙博邱景辉林澍邓维波哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

为获得良好的超宽带特性和高增益特性,对脉冲辐射天线的馈源进行设计与优化.以梭形馈电臂结构为基础,通过电磁仿真着重研究了馈电臂边界形状和馈电臂间夹角对天线性能的影响,获得了各参数对天线性能的影响趋势及天线结构参数的最优值.... 详细信息

为获得良好的超宽带特性和高增益特性,对脉冲辐射天线的馈源进行设计与优化.以梭形馈电臂结构为基础,通过电磁仿真着重研究了馈电臂边界形状和馈电臂间夹角对天线性能的影响,获得了各参数对天线性能的影响趋势及天线结构参数的最优值.对天线的实测结果表明,此脉冲辐射天线具有非常宽的阻抗带宽,其反射损耗低于-10,dB的频率范围达到0.97～18.8 GHz,同时天线具有较高的增益,在2～14 GHz范围内增益值为15.4～30.1 dB,测量结果与仿真分析吻合良好.该天线可以广泛地应用于超宽带通信、脉冲雷达等领域,具有非常广阔的应用前景.

关键词：脉冲辐射天线超宽带高增益馈源

双频双圆极化馈源设计及超材料在馈源中的应用研究

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双频双圆极化馈源设计及超材料在馈源中的应用研究

作者：秦源电子科技大学

学位级别：硕士

卫星通信在现代社会中扮演着重要的角色,是现代信息社会组成部分中的重要一环。天线作为通信设备的接收和发射信号装置,其性能的好坏关乎着整个设备的性能优劣。对于反射面天线而言,馈源是核心部件,尤其是对于多频段工作的反射面天线,... 详细信息

卫星通信在现代社会中扮演着重要的角色,是现代信息社会组成部分中的重要一环。天线作为通信设备的接收和发射信号装置,其性能的好坏关乎着整个设备的性能优劣。对于反射面天线而言,馈源是核心部件,尤其是对于多频段工作的反射面天线,其性能严重依赖于馈源的性能。为了实现更大的通信容量,多频段馈源经常被采用,本文就在设计多频段馈源的基础上,加上双极化,使得通信容量再增大一倍,并采用了共口径的喇叭形式。本文首先设计了一款环焦天线,并对该反射面天线的馈源进行了加工测试,其可在K/Ka双频段以圆极化方式工作,工作频段为18.9GHz～19.1GHz和28.9GHz～29.1GHz。为了拓展通信容量,本文在该馈源指标的基础上,将工作频带拓宽至19.7GHz～21.2GHz和29.5GHz～31GHz,并采用双圆极化工作方式,理论上讲通信容量拓宽了15倍。在设计双频双极化馈源的过程中,为了克服双极化所带来的收发两个频段之间的匹配问题,提出了一种新型的OMT（正交模耦合器）结构,该结构采用对称的形式,减少了低频段耦合结构对高频段的影响,实现了收发四个端口的反射系数在-15dB以下。为了克服由于双圆极化馈源本身存在的同频隔离度低的缺点,设计了一个驻波系数很好的圆极化器,将同频隔离降到了-32dB以下。为了避免介质损耗而实现双频共口径的馈源设计,采用了Profiled波纹喇叭,其最终可以保持收发频段的相位稳定,在19.7GHz～21.2GHz和29.5GHz～31GHz的10dB波瓣宽度分别保持在65°～67°和60°～63°内。此外,超材料作为目前的热门研究对象,其应用领域之广泛,在喇叭和波导领域也有大量的应用。对于超材料在馈源中的应用场景,本文根据超材料的一些特殊性质,结合馈源中各个部件需要实现的功能,实现超材料和馈源结合的研究。本文探究了超材料在馈源中可能的应用场景:利用超材料对电磁波频率的选择性,可用作馈源中的滤波器,并加工测试验证了其滤波的特性;利用超材料对电磁波极化的选择性,可用作馈源中的极化器;基于透射阵和反射阵的思想,将超材料直接作用于喇叭的口径场实现口径场相位的调节。

关键词：卫星通信双极化双频段馈源超材料

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S频段单通道单脉冲自跟踪馈源研究

S频段单通道单脉冲自跟踪馈源研究

作者：刘兆明西安电子科技大学

学位级别：硕士

论文结合5.2米车载遥测天线科研项目进行选题,研究了S频段单通道单脉冲自跟踪馈源的设计方法。论文研究内容可概述为:首先说明了文中所用到相关概念,讨论了国内外研究现状及存在问题,阐述了S频段单通道单脉冲自跟踪馈源设计选题背景及... 详细信息

论文结合5.2米车载遥测天线科研项目进行选题,研究了S频段单通道单脉冲自跟踪馈源的设计方法。论文研究内容可概述为:首先说明了文中所用到相关概念,讨论了国内外研究现状及存在问题,阐述了S频段单通道单脉冲自跟踪馈源设计选题背景及意义。其次对S频段单通道单脉冲自跟踪馈源进行了研究,具体研究工作为:1、依据系统对5.2米车载遥测天线的指标要求,分析了指标实现的技术难点,即馈源双圆极化、小型化、高效率、宽频带指标的实现,提出了解决上述几个技术难点的技术途径;确定了S频段单通道单脉冲自跟踪馈源所采用的技术方案。2、根据设计方案,采用HFSS仿真软件对馈源辐射器及馈电网络进行了仿真设计,并将馈源辐射器的辐射方向图带入Grasp中进行了验证,馈源辐射器工作频段2.2GHz.8GHz,“和”方向图照射电平为9dB4dB,“差”方向图照射角内无副瓣照射,差零深大于37.5dB,辐射器差振子间距148mm,相比同类型的馈源辐射器体积缩小了40%;馈电网络仿真结果为宽频带电桥工作频段2.2GHz.8GHz,电压驻波比小于1.2:1,相位特性为90°±2°,仿真结果表明馈源的电参数完全满足设计指标要求,说明了设计方案的合理可行3、在仿真设计达到指标要求的情况下,研制了S频段单通道单脉冲自跟踪馈源工程样机,对样机测试结果为电压驻波比小于1.3:1,插入损耗为1.03dB,并将工程样机应用到5.2米车载遥测天线上,天线测试结果为2.3GHz的和效率为60%,轴比为0.77dB,差零深大于32.08dB,差斜率大于0.9078/度,样机测试结果和天线测试结果与设计结果吻合良好,验证了设计方法的有效性,同时也表明所研制的工程样机完全满足工程应用需求。文中最后指出了论文还需要进一步开展的研究工作。

关键词： S频段单通道单脉冲馈源

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低成本小型化超宽带馈源天线的设计

低成本小型化超宽带馈源天线的设计

作者：吉敏松南京航空航天大学

学位级别：硕士

馈源天线是一种向辅助天线（反射面,透镜和波束波导等）提供能量或从中接收能量的工具。如今,馈源天线的主要应用在于卫星通信、雷达、射电望远镜、深空探测器以及地面微波和毫米波无线电线路等。它的性能直接影响整个系统的性能。近年... 详细信息

馈源天线是一种向辅助天线（反射面,透镜和波束波导等）提供能量或从中接收能量的工具。如今,馈源天线的主要应用在于卫星通信、雷达、射电望远镜、深空探测器以及地面微波和毫米波无线电线路等。它的性能直接影响整个系统的性能。近年来,人们对下一代馈源天线提出了更高的性能要求。这些要求主要包括:工作频带拓宽,小型化,能够接收多种极化方式的信号,保障馈源所需要的反射损耗、交叉极化、半波束宽度、旁瓣电平等性能指标。因此研究性能优良的超宽带馈源天线具有重要的意义和价值。本论文针对当馈源系统空间限制时,多馈源系统体积过大并且制作成本高,需要用单个天线代替多个天线实现宽频带的信号接收以及低成本和小型化,完成的主要工作如下:设计了一种5-40GHz四脊喇叭天线,并对影响四脊喇叭天线性能的主要参数进行了仿真优化分析。在加脊波导设计中,为降低截止频率,分析了脊片间距和宽度对截止频率的影响;在反射腔设计中,为提高工作频段内的能量传输,分析了反射腔形状对天线回波损耗的影响;在四脊喇叭段设计中,为实现良好的阻抗匹配和天线远场辐射特性,分析了喇叭口径面大小和脊片曲率参数k对天线阻抗匹配和辐射方向图的影响。最终设计成的四脊喇叭天线在5-40GHz全频段内电压驻波比小于3,倍频比为8,增益范围为8.1d B-16d B。设计了一种3-30GHz对数周期天线阵列。天线单元在低频端设计了一种指数型金属反射腔,能抑制天线后瓣,提高天线前后比,使低频端扩宽带宽约500MHz达到十倍频。针对馈源天线需要主平面方向图对称的要求,用四个天线单元组成了一种锥形阵列形式。天线阵列两个主平面波束宽度几乎无差异,天线阵列增益较天线单元也提高了约2.5d B。增益范围为10.3d B到15.4d B。最终对两种天线进行了实物制作与性能测试,测试结果与仿真结果基本吻合,符合设计要求。本论文提出的两种天线具有一定的实用价值,对研发设计类似的天线具有一定意义。

关键词：超宽带馈源四脊喇叭天线对数周期天线阵列

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旋转抛物面天线馈源相位中心的仿真分析

重庆大学学报（自然科学版） 2013年第4期36卷 45-50页

作者：汪泉弟罗宏伟重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

针对工程中确定抛物面天线馈源近似相位中心的实际困难,提出了一种确定圆锥喇叭馈源近似相位中心的仿真计算方法。该方法通过在反射器的焦点附近沿轴线移动馈源,当抛物面天线增益的计算结果最大时,该位置便是馈源的近似相位中心。建立... 详细信息

针对工程中确定抛物面天线馈源近似相位中心的实际困难,提出了一种确定圆锥喇叭馈源近似相位中心的仿真计算方法。该方法通过在反射器的焦点附近沿轴线移动馈源,当抛物面天线增益的计算结果最大时,该位置便是馈源的近似相位中心。建立了旋转抛物面天线的仿真模型,对所选的高斯脉冲激励的设置进行了阐述,分析了馈源相关参数的计算。在4～5GHz频率范围内,选取6个频点进行了仿真研究,计算获得了对应频点的近似相位中心的位置和天线增益,然后分别对6个相位中心位置进行全频段仿真,最后确定了在4～5GHz频段内馈源的最佳近似相位中心的位置。方法可用于不同类型的抛物面天线,为抛物面天线馈源位置的确定提供有益的指导。

关键词：旋转抛物面天线馈源高斯脉冲相位中心