基于口面定标的矩形喇叭天线的噪声分析
天线原理与设计4.3 喇叭天线
喇叭天线由逐渐张开的波导构成。如图所示,逐渐张开的过渡段既可以保证波导与空间的良 好匹配,又可以获得较大的口径尺寸,以加强辐射的方向性。喇叭天线根据口径的形状可分 为矩形喇叭天线和圆形喇叭天线等。图6―3―1中,图(a)保持了矩形波导的窄边尺寸不变, 逐渐展开宽边而得到H面扇形喇叭(H-Plane Sector Horn);图(b)保持了矩形波导的宽边尺 寸不变,逐渐展开窄边而得到E面扇形喇叭(E Plane Sector Horn);图(c)为矩形波导的宽 边和窄边同时展开而得到角锥喇叭(Pyramidal Horn);图(d)为圆波导逐渐展开形成的圆锥 喇叭。由于喇叭天线是反射面天线的常用馈源,它的性能直接影响反射面天线的整体性能, 因此喇叭天线还有很多其它的改进型。
上电流为零(4)尽管口径场与无限长波导内的场分布不同,但假设喇叭天线 口径面场近似为无限长喇叭的场分布。
当工作频率远高于波导的截止频率时,其结果与严格解所得的结果基本上一致。
L
ZL ZL
Z0 Z0
ˆ ˆ 2 ˆ 1 8.105
ˆ 2 ˆ 1
ημ ε
TE 10
1(
)2
10.67 a ,1T0E
2a
在忽略波导连接处及喇叭口径处的反射及假设矩形波导内只传输TE10模式的条 件下,喇叭内场结构可以近似看作与波导的内场结构相同,只是因为喇叭是逐
渐张开的,所以扇形喇叭内传输的为柱面波,尖顶角锥喇叭内传输的近似为球
面波;因此在一级近似的条件下,喇叭口径上场的相位分布为平方律,角锥喇
H面喇叭
E面喇叭
角锥喇叭
圆锥喇叭
6-3 喇叭天线
波导开口端是最简单的口径面天线,由于它的几何面积小,所以方向性不强,方 向系数低,且口面上的反射系数大。为克服这两个缺点,提高定向辐射能力,增 大口径面积并减小反射系数,人们把波导的四壁逐渐向外张开,就构成喇叭天线。
(整理)第六讲喇叭天线(09)
第六讲:喇叭天线喇叭天线:H面扇形、E面扇形、角锥喇叭喇叭天线可视为张开的波导口。
喇叭的功能是在比波导口更大的口径上产生均匀的相位波前,从而获得较高的定向性。
喇叭天线不算新天线,早在1897年就有人构造过。
为了使导行波的反射最小化,其转换区域,即介于波导的咽喉部位与自由空间的口径之间的喇叭段可制成指数率逐渐锥销。
但实用的喇叭一般都制成直线律张开。
一、H面扇形喇叭天线(一)、几何结构及坐标2D b=一段尺寸为a b ⨯的矩形波导口径沿H 面渐变,张开形成口经为1D b ⨯的喇叭—H 面扇形喇叭。
矩形波导的宽边为a ,窄边为b ,传输10TE 模,假定波导开口面上的场分布和波导内横截面上的场分布相同。
两个渐变壁的交线为Y 轴,口径法向为Z 轴,Y 与 Z 轴交O 点,口径中心为O ’点,1OO R H '=-称为面扇形喇叭的长度H H α-面扇形喇叭的半张角(二)、内场1、内场表达式假设喇叭无限长,采用圆柱坐标系(ρα,,y ),喇叭内为空气介质。
设波导传输横电模(TE 模),则内场为:(,,)(,,)(,,)(,,)(,,)y E y yE y H y H y H y αρραραρααραρρα⎧=⎪⎨=+⎪⎩ 由于H 面沿Y 向无变化,故场与Y 坐标无关,或说Y 向均匀分布。
(,,)(,)(,,)(,)y y E y E H y H ααρρραραραρα=⎧⎪⎨=⎪⎩ 在圆柱坐标系中,由Maxwell 方程可得关于内场的微分方程222222211()()0zk ρϕρρρρρϕ∂A ∂A ∂A ∂∇A =++∂∂∂∂∇+A =2柱坐标系中z 波动方程 222211()1y y y o yo E E k E Eyj H E j H ραρρρρραωμραωμρ∂∂∂=--∂∂∂∂-=∂∂-=∂ 其中,2200,k k ωεμ=为波数 可见,只需求解出y E 即可,,H H ρα由y E 求得。
cst喇叭天线解析
题目:喇叭天线作者1:胡庭班级11级通信五班学号1110405012作者2:宋恒阳班级11级通信五班学号1110405029喇叭天线的设计一、实验目的:1、熟悉CST软件的使用;2、掌握喇叭天线分析和求解方法,喇叭天线基本设计方法;3、利用CST软件对喇叭天线进行分析,掌握喇叭天线的规律和特点。
二、预习要求1、喇叭天线原理。
2、CST软件基本使用方法。
三、实验原理1天线的辐射场可利用惠更斯原理由口面场来计算。
口面场则由喇叭的口面尺寸与传播波型所决定。
可用几何绕射理论计算喇叭壁对辐射的影响,从而使计算方向图与实测值在直到远旁瓣处都能较好地吻合。
它的辐射特性由口面的尺寸与场分布决定,而阻抗由喇叭的颈部(始端不连续处)和口面的反射决定。
当喇叭长度一定时,若使喇叭张角逐渐增大,则口面尺寸与二次方相位差也同时加大,但增益并不和口面尺寸同步增加,而有一个其增益为最大值的口面尺寸,具有这样尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。
2 喇叭和角锥喇叭传播的是球面波,而在一个面(E或H面)张开的扇形喇叭中传播的则是柱面波。
喇叭口面场是具有二次方相位差的场,二次方相位差的大小与喇叭的长度和口面大小有关。
为了扩展喇叭的频带,必须减小喇叭颈处与口面处的反射。
口面尺寸加大,则反射减小。
此外,把波导与喇叭的过渡段尽量做得平滑些,也可以减小该处的反射。
由于该位置附近的喇叭尺寸还很小,因此,不能传播高次模,一般都传输单模。
为了控制辐射方向图,有时口面上需要多模场分布,这时应在喇叭内适当位置引入能产生高次模的器件。
这种喇叭叫作多模喇叭,可用作单脉冲雷达或高效率天线馈源。
由于各模在喇叭内的相速不同,多模喇叭的频带比常规喇叭的要窄。
四、实验内容与步骤1.点击打开软件选择如下图所示的图标2.选择天线模板3.设置单位4.设置背景材料5.定义结构6.设置频率7.设置边界条件8.定义激励端口9.设置监视器10.设置远场监视器11.设置求解器12.分析结果a)1D results 中观察S11b)方向系数,辐射效率c)增益d)方向图e)Theta=90phi五、实验元器件、仪器、仪表1、PC;2、CST仿真软件。
矩形口径喇叭天线设计
矩形口径喇叭天线设计
姓名:王亚勇
班级:通信0903
学号:U200913841
2012/5/14
喇叭天线是一种广泛使用的微波天线,其优点是结构简单,频带宽,功率容量大,调整与使用方便,合理的选择喇叭尺寸可以获得良好的辐射特性,相当尖锐的主瓣和较高的增益。
因次,喇叭天线应用非常广泛,它是一种常见的天线增益测试用标准天线。
下面我们用HFSS来设计喇叭天线并对其相关特性和参数进行仿真。
一.实验目的
1.通过实验熟悉使用HFSS.
2.设计一个S频段最佳增益矩形喇叭天线,理解矩形天线的原理,
理解天线各种参数。
二.实验内容
1.打开并运行HFSS后,设置求解类型
2.创建喇叭模型,分别在z=0和z=plength平面上创建大小为
a*b和a1*b1的平面
3.创建WR430波导模型
4.创建同轴馈线(1)同轴线的外导体
(2)同轴线的内导体
5.布尔操作
6.设置天线表面的外表面为理想导体的边界条件
7.设置辐射边界条件
三.求解设置
四.实验结果分析
(1)定义辐射表面
(2)查看E面和H面的增益方向图
(3)查看三维方向下的增益方向图
(4)查看回波损耗S11扫频结果
分析结果看当 2.4Ghz时,S11为-15.356dB,天线的最大增益是20.2143dB,与设计要求的19dB接近,可见设计成功。
五,保存结果
至此,我们完成了矩形口径喇叭天线的设计分析,设计的喇叭天线的最大增益约为20db,与设计要求的19db 接近,最后,单击保存按钮,在选择主菜单上的EXIT命令,退出HFSS。
喇叭天线的设计1206030201
微波技术与天线课程设计——角锥喇叭天线姓名:***学号:**********目录一.角锥喇叭天线基础知识 (3)1. 口径场 (3)2. 辐射场 (4)3.最佳角锥喇叭 (7)4. 最佳角锥喇叭远场E 面和H面的主瓣宽度 (7)二.角锥喇叭设计实例 (7)1. 工作频率 (8)2.选用作为激励喇叭的波导 (8)3.确定喇叭的最佳尺寸 (8)4.喇叭与波导的尺寸配合 (9)5.天线的增益 (10)6.方向图 (10)一.角锥喇叭天线基础知识角锥喇叭是对馈电的矩形波导在宽边和窄边均按一定张角张开而形成的,如下图所示。
矩形波导尺寸为a×b,喇叭口径尺寸为D H×D E,其E面(yz 面)虚顶点到口径中点的距离为R ,H 面(xz 面)内虚顶点到口径中点的距离为R E,H 面(xz 面)内虚顶点到口径中点的距离为R H。
1. 口径场角锥喇叭内的电磁场,目前还未有严格的解析解结果,原因在于,角锥喇叭在x和y两个方向随喇叭的长度方向均是渐变而逐渐扩展的,因而要在一个正交坐标系下求得角锥喇叭内的场的严格解析解是困难的。
通常近似地认为,矩形角锥喇叭中的电磁场具有球面波特性,而且假设角锥喇叭口径面上的相位分布沿x和y两个方向均为平方律变化。
按此假设,可写出角锥喇叭的口径场为:ηπβyX R y R x j H y E H eD xE E EH -==+-)2(022)cos( (1.1)如果是尖顶角锥喇叭,则 R H = R E ,可用作标准增益喇叭。
若是楔形喇叭,则R H ≠R E 。
由此口径面场分布计算的远场与实测的结果吻合的很好,说明了假设的口径场分析模型的正确性。
2. 辐射场由角锥喇叭的口径场分布,仿照前面求 E 面和 H 面扇形喇叭远区辐射场的步骤,就可以求出角锥喇叭的远区辐射场表达式。
由于计算过程较繁,这里直接给出结果。
])cos 1([cos 2])cos 1([sin 200H E r j H E r j I I re E j E I I r e E j E θϕλθϕλβϕβθ+=+=-- (2.1)其中:)]})()([)()({)]}()([)()({(213434)2/(1212)2/(2221u S u S j u C u C eu S u S j u C u C e R I H x H x R j R j H H +-+++-+=--βββββπ(2.3))]}()([)()({211212)2/(2w S w S j w C w C e R I E Y R j E E +-+=-βββπ(2.4)H x Hx D D /cos sin /cos sin 21πϕθββπϕθββ-=+= (2.5)HH x H H H x H HH x H H H x H R R D u R R D u R R D u R R D u πβββπβββπβββπβββ/)2/(/)2/(/)2/(/)2/(21211111-=+=-=+= (2.6))sin sin 2()sin sin 2(21ϕθπβϕθπβE EE E EE R D R w R D R w -=+= (2.7) 角锥喇叭的 E 面和 H 面场为:2/||====ϕϕπϕθE E E E H E (2.8)在角锥喇叭的 D E 、R E 、D H 、R H 与扇形喇叭的相同时,可以证明:■角锥喇叭在 E 面的方向图与 E 面扇形喇叭的 E 面方向图相同;■角锥喇叭在 H 面内的方向图与 H 面扇形喇叭在 H 面内的方向图相同。
14-喇叭天线 天线原理
2
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
GD
4 S
v
余弦分布的矩形口面
设口面场的振幅沿x轴按余弦分布,而y轴仍是均
均匀分布的矩形口面
假设口径面上场的振幅和相位处处相同。
South China University of Technology
1 cos sin 2 2 2 1 cos sin 1 EH AS 2 1 EE AS
e j rh China University of Technology
dE j
e
E y dydx e jkr 2 r
磁流元的辐射场为
dE j
m
E y dxdy 2
e jkr cos r
于是,面元在H平面的辐射场为
e jkr dE j (1 cos )dxdy 2 r Ey
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
电流元与磁流元方向图的合成原理
South China University of Technology
E面
H面
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
最新2讲Deng喇叭天线和抛物面天线汇总
2讲D e n g喇叭天线和抛物面天线第二讲常见口径面天线一、喇叭天线1.喇叭天线的种类、结构和特点根据惠更斯原理,终端开口的波导可以构成一个辐射器,但是波导口面的电尺寸很小,辐射方向性弱。
而且,在波导开口处波导与开口面外的空间不匹配,会产生严重的反射,不宜作为天线使用。
将波导的截面均匀地逐渐扩展,形成如图1所示的喇叭天线。
它们不仅扩大了天线的口面尺寸,同时改善了口面的匹配情况,从而取得了很好的辐射特性。
图1 喇叭天线种类上图表示了几种常用的喇叭天线。
当矩形波导的截面仅在H面展宽时,形成H面扇形喇叭;仅在E面展宽时,形成E面扇形喇叭;同时在E面和H面展宽则形成角锥喇叭;由圆波导均匀展开形成圆锥喇叭。
喇叭天线时一种应用很广泛的微波天线。
它具有结构简单、重量轻、易于制造、工作频带较宽、功率容量大等优点。
合理选择尺寸,可以获得良好的辐射特性、相当高的方向系数、相当尖锐的主瓣、比较小的副瓣。
喇叭天线可以作为独立的天线,也可以作为反射面天线及透镜天线的馈源,还能用作收发共用的双工天线。
在天线测量中,也被广泛用作标准增益天线。
2.喇叭天线口面为了确定喇叭天线的辐射特性,必须了解喇叭口面上场的分布,即求解喇叭的内场。
求解喇叭内电磁场常采用近似的方法:认为喇叭为无限长,忽略外场对内场的影响,把喇叭的内场结构近似看做与标准波导内的场结构相同,只是因为喇叭是逐渐张开的,使得波形略有变化。
在平面状的喇叭口面上,场的振幅分布可近似认为与波导截面上相似,但是口面上场相位偏移的影响则不能忽视。
图2(a)、(b)分别表示H面及E面扇形喇叭的几何参数,下面我们来计算口面场上的相位偏移。
图2 H面、E面扇形喇叭几何参数图如图2(a)所示,到口面上M点的波程比到口面中心O点的波程长MN的距离。
设口面中心处O点的相位偏移为0,则口面上任一点M的相位偏移表示为:«Skip Record If...»一般«Skip Record If...»,所以«Skip Record If...»,因此有«Skip Record If...»带入上式,,得到«Skip Record If...»的无穷级数展开式为«Skip Record If...»由于«Skip Record If...»,则沿口径面上任意点M的相位偏移近似取第一项为:«Skip Record If...»(1)边缘上A点的相位偏移最大为(«Skip Record If...»):«Skip Record If...»(2)与喇叭相连的矩形波导内通常传输主模为TE10模,场的振幅沿宽边为余弦分布。
喇叭天线喇叭天线
一、课题背景电磁喇叭天线是最简单而常用的微波天线。
它的主要优点是结构简单,馈电简便,便于控制主面波束宽度和增益,频率特性好且损耗较小。
它由波导逐渐张开来形成,其作用是加强方向性,这与声学喇叭的原理相似。
若主模TE10的矩形波导的宽边尺寸扩展而窄边尺寸不变则称为H 面扇形喇叭;若窄边尺寸扩展而宽边尺寸不变,则称为E 面扇形喇叭;若矩形波导的两边尺寸都扩展,则称为角锥喇叭。
圆锥喇叭由载TE11模的圆形波导扩展而成。
可见喇叭天线起着将波导模转换为空间波的过渡作用,因而反射小,使其输入驻波比低且频带宽。
喇叭天线广泛用做各种反射面天线和透镜天线得到馈源,也用作微波中继站的独立天线和测试天线增益的标准天线。
(1)E 面扇形喇叭 (2)H 面扇形喇叭 (3)角锥喇叭 (4)圆锥喇叭图1 几种常见的喇叭天线喇叭天线就其结构来讲可以看成两大部分构成:一是波导部分,横截面有矩形,也有圆形;二是真正的喇叭天线部分。
波导部分相当于天线中的馈线,是提供喇叭天线信号和能量的部分。
喇叭天线可视为张开的波导。
喇叭的功能是在比波导更大的口径上产生均匀的相位波前,从而获得较高的定向性能。
矩形波导中的TE10模传输到波导和喇叭的口面时,口面上的波可以作为次级源再次辐射。
普通喇叭天线结构原理图如图2所示。
图2 喇叭天线结构辐射图T次 级源次级源二、喇叭天线尺寸计算2.1、公式推算本设计需要设计一个K 波段(18GHz-26.5GHz ),用WR-42矩形波导来馈电,最大增益大于15dB 的喇叭天线。
喇叭天线波导部分可百度查阅K 波段标准矩形波导尺寸得到,矩形波导的长度可选为 1.2*λ。
典型的角锥喇叭的尺寸如下图所示。
(1)几何结构(2)X-Y 面横截面(H 面)(3)Y-Z 面横截面(E 面)图3 角锥喇叭几何关系由[1]知H R 一定,有一最佳的喇叭口径宽度h a ,并发现其近似规律为H h R a λ3=(1)同理,E R 一定,有一最佳的喇叭口径宽度h b ,并发现其近似规律为H h R λ2b =(2)由图3(b)(c)根据相似三角形原理得:h H a aR R -=1(3) hE b bR R -=1(4) 224223432383ah a hhe G a e b G aa a πλπλ=+-(5) 直接求此4次方程的根相当复杂,但可以用数值计算的软件求解也可以用试凑法求解第一种近似解为G a h λ45.0=(6)喇叭天线的欧姆损失很小,因此其方向系数就是增益即a h h e b a G 24λπ=(7)设计步骤如下:1、用试凑法解出式(5)中的h a ,取51.0=a e 。
矩形口径喇叭天线设计报告
矩形口径喇叭天线设计报告班级:11050941学号:**********姓名:***矩形口径喇叭天线设计报告一、设计原理1、矩形喇叭天线的口面场结构为了说明喇叭天线的口面场结构,可用一个矩形喇叭来说明。
图6-5-2画出了一个矩形扇形喇叭天线的场分布图。
(1)当矩形波导前端面开口时,也同样能产生电磁辐射,只是因为口面直径太小,按面天线理论,口面积越大,辐射场越强,方向性越好。
这样由矩形波导前端面产生的辐射场强将较弱,方向性也相对较差。
如果采用开口形状喇叭,口面积相对增大,辐射场也将增强;(2)当矩形波导前端开口时,将造成电磁波在波导内、外的存在空间不同。
两个大小不同的空间环境对电磁波呈现的阻抗也不相同,其结果就是电磁波在波导中形成驻波形式,影响能量传输。
如把波导开口做成喇叭形状,可以使电磁波由波导传到大空间时有一个渐变过程或过渡过程,这样能减缓阻抗的骤变,使电磁波在波导内传输时的驻波成份减少,有利于提高能量在波导中的传输效率。
(2)当矩形波导前端做成喇叭形状,电磁波载波道中的传输效率得到了提高,但由于喇叭和矩形波导形状上的差异,必将导致传到喇叭中电磁波的波阵面成为柱面(与矩形波导对应的喇叭)或球面形状(与圆形波导对应的喇叭)。
这样在喇叭口面上形成的口面场Es 成为非均匀口面场结构,即在口面上各点Es 的相位和振幅大小不再相等,这将造成喇叭天线辐射场方向性变坏2 矩形喇叭天线口面场相位分布特点根据天线辐射场一般表示式,其辐射场E H θϕ和最终是由口面场Es 决定的。
因此对口面场Es 的振幅和相位分析,就成为分析喇叭天线的首要问题。
以H 面扇形喇叭天线为例,并假定激励H 面扇形喇叭的巨型波导TE 10型波。
由于H 面扇形喇叭相当于矩形波导宽边x 逐渐扩展而成,因此其口面场E s sy E =的相位将随宽边x 坐标发生变化,与保持不变的窄边y 无关,或者说E sy 相位沿窄边y 保持均匀分布,如图6-5-3所示。
利用载噪比比较法测量天线GT值研究
0 引 言
近些年来,无线电技术发展迅速,有源阵列天线信号 收发系统在很多领域应用广泛,例如航天测控、卫星导航、 数字移动通讯等领域。有源阵列天线的定义是由天线阵列 中的每一个辐射 单 元 或 子 阵 通 道 与 有 源 电 路 (主 要 是 T/R 组件)直接连 接 而 组 成 的 接 收 或 者 发 射 电 磁 波 的 系 统, 对 于任意有源 单 元,可 以 作 为 辐 射/接 收 单 元 来 辐 射/接 收 电 磁信号,也 可 以 作 为 电 路 的 一 部 分, 具 有 谐 振、 滤 波、 功 率放大等作用。
利用载噪比比较法测量天线犌/犜 值研究
侯 长 满1, 赵 亭 军2, 刘 丞2, 马 荣 祥2, 王 帅2
(1. 中国人民解放军92493部队12分队,辽宁 葫芦岛 125000; 2. 北京航天科工世纪卫星科技有限公司,北京 100176)
摘要 :天 线 系 统 的 增 益 犌 与 接 收 系 统 噪 声 温 度犜 的 比 值 称 之 为犌/犜 值 ,是 信 道 各 参 数 中 十 分 重 要 的 技 术 指 标 , 是 衡 量 地 面 站灵 敏 度 的 质 量 指 标 ,犌/犜 值 越 高 ,表 明 地 面 站 检 测 来 自 卫 星 信 号 的 能 力 越 强 ;利 用 频 谱 仪 ,低 噪 声 下 变 频 器 以 及 功 分 器 对 于 天 线 系 统 的 犌/犜 值 进 行 测 试 ,利 用 载 噪 比 比 较 法 对 天 线 系 统 的 犌/犜 值 进 行 测 量 ,介 绍 了 该 方 法 计 算 时 的 公 式 和 原 理 , 通 过 标 准 喇 叭的 犌/犜 值 ,融 合 待 测 天 线 和 标 准 增 益 喇 叭 分 别 目 标 卫 星 信 标 ,可 获 得 各 自 的 归 一 化 载 噪 比 , 得 到 最 终 的 天 线 犌/犜 值 ; 经 过 具 体 的 测 试 实 验 ,得 到 了 天 线 的 犌/犜 值 ,实 验 证 明 ,该 方 法 确 实 行 之 有 效 。
喇叭天线基础理论
2 喇叭天线基础理论2.1 喇叭天线的结构特点与分类喇叭天线就其结构来讲可以看成由两大部分构成:一是波导管部分,横截面有矩形,也有圆形;二是真正的喇叭天线部分。
波导部分相当于线天线中的馈线,是供给喇叭天线信号和能量的部分。
对工作于厘米波或毫米波段内的面天线,如采用线状馈线,将因馈线自身的辐射损耗太大不能把能量传送到面天线上,所以,必须采用自身屏蔽效果很好的波导管作馈线。
图2. 1 普通喇叭天线结构原理图矩形波导中能够传输的波形(或叫模式)一般表示成TE mn ,其中第一个下标表示电场在宽边x 方向上分布的半波长个数,第二个下标n 表示电场在窄边y 方向分布的半波长个数。
也表示电场在矩形波导中沿x ,y 方向上为驻波分布,z 方向为行波分布,而且,m ,n 可以有一个为零,但不能同时为零,否则各横向电磁场量就全部变为零,导致H 为一常数,相当于矩形波导中没有电磁波存在。
如下图所示:对于矩形波导管,其内部传输的主波型,也叫主模是TE 10模,2.2 喇叭天线的口径场和辐射场分布与方向性矩形喇叭天线的口面场结构为了说明喇叭天线的口面场结构,可用一个矩形喇叭来说明。
图6-5-2画出了一个矩形扇形喇叭天线的场分布图。
(1)当矩形波导前端面开口时,也同样能产生电磁辐射,只是因为口面直径太小,按面天线理论,口面积越大,辐射场越强,方向性越好。
这样由矩形波导前端面产生的辐射场强将较弱,方向性也相对较差。
如果采用开口形状喇叭,口面积相对增大,辐射场也将增强;(2)当矩形波导前端开口时,将造成电磁波在波导内、外的存在空间不同。
两个大小不同的空间环境对电磁波呈现的阻抗也不相同,其结果就是电磁波在波导中形成驻波形式,影响能量传输。
如把波导开口做成喇叭形状,可以使电磁波由波导传到大空间时有一个渐变过程或过渡过程,这样能减缓阻抗的骤变,使电磁波在波导内传输时的驻波成份减少,有利于提高能量在波导中的传输效率。
(2)当矩形波导前端做成喇叭形状,电磁波载波道中的传输效率得到了提高,但由于喇叭和矩形波导形状上的差异,必将导致传到喇叭中电磁波的波阵面成为柱面(与矩形波导对应的喇叭)或球面形状(与圆形波导对应的喇叭)。
星载微波辐射计天馈系统噪声温度分析
摘 要 :星 载微 波辐 射计 在 轨 运 行 时 , 响 天线 温 度 的 因素 与 天 馈 系 统 的 空 间与 时 间 的 不 稳 定 性 有关 。 在 最 影
中 图 分 类 号 :V 3 . 43 5 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :10 . 2 (0 0 0 —4 60 0 0 1 8 2 1 ) 2 6 —6 3 0
DOI 1 3 7 / is 1 0 — 3 8.01 0 0 5 : 0. 8 3 .sn. 0 0 1 2 2 0. 2. 2
坏 情 况 下 , 露 在 卫 星 舱 外 的 天 线 物 理 温度 的变 化 值 可 达 ±10 , 且 太 空 环 境 和 卫 星 舱 内 环 境 存 在 一 定 的 温 度 裸 5℃ 而 差 异 , 得 连 接 天 线 与 开 关 的 波 导存 在 一定 的温 度 梯 度 。 依 次 分 析 了 反 射 面 对 观 测 信 号 传 输 的 影 响 , 线 馈 源 物 使 天 理 温 度 在 ~10 ~10 5℃ 5 ℃范 围 内 时 的 噪声 温度 , 度 梯 度对 计 算 连接 波导 噪声 温 度 的影 响 。利 用 上 述 的 分 析 结 果 , 温 确 定 了 天馈 系 统 的在 轨 测 温 方 法 以满 足 星 载 微 波 辐 射计 精 确定 标 的要 求 。 关 键 词 :星 载微 波辐 射 计 ;天 馈 系 统 ;噪声 温度
微 波辐 射计 的定标 需要通 过对 已知亮 度温 度 的高温 参考 和低温 参考 的测量确 定定 标系数 。星 载微 波辐 射计作 为一种 以 卫 星为 平 台 的辐 射 计 , 包括 用 于 对 观测 区域成 像测 量 的扫 描波束 成像 辐射计 和用 于对 星下路 径上微 波 辐射 进 行测 量 的 固定 波束 辐 射计 。 对 于采用 固定波 束进行 星下 观测 的固定波 束微 波辐 射计及 早期 的扫 描成 像 微 波辐 射 计 , 用指 向冷 空 采 的喇叭天线 作为 定标 的低 温参 考和 采用精 密温控 或 测温 的定标 负载作 为高 温参考 是一种 常用 的定标 方 式 。它通 过开关 的切换 使接 收机交 替地接 收来 自高 温匹 配负载 、 空 背景 辐 射 和 观测 视 场 内 的微 波辐 冷 射信 号 以实 现定标 和观测 。像美 国海 洋卫 星 l 号搭 定标信 号是 通过 不 同 的路 径 进 入接 收机 的 , 此天 因
天线第十二讲喇叭天线和抛物面天线
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
v 仍以以矩形喇叭天线为例。口面可以应用等效 原理获取等效面电流和面磁流。
South China University of Technology
E / H ≈η
P
∫∫ Ep
=
j
2λ
S
Es (1+
cosθ )
e− jβr r
dS
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等效原理
v 天线问题就可以抽象成如图所示一个电磁场问题:根据S 内的场源,求解S外面的电磁场(E,H)。
v 果我们用新的场源代替原来实际的场源,而S外面的 场(E,H)不变,我们就说新的场源与实际的场源是等效的.
v 如果等效的场源在计算S外的电磁场(E,H)更为方便时, 我们更乐意采用等效的场源而不用实际的场源来求解天线 问题。
均匀分布和余弦分布的归一化方向性图
Research Institute of Antennas & RF Techniques School of Electronic & Information Engineering
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圆形口面上几种典型幅度分布时的辐射特性
基于CST仿真的双脊喇叭天线设计
+士—~/1I1echnical不/丄Column基于CST仿真的双脊喇叭天线设计姚泽南,刘浩明,叶璃(广东省医疗器械质量监督检验所,广州510663)摘要:喇叭天线由于其特有的性能,在无线电领域应用广泛。
本文首先介绍了喇叭天线的构成,对其口径场、辐射方向性进行理论分析,然后分析了脊波导参数。
最后根据理论分析,初步设计了一个频率在l~8GHz范围内驻波比小于2的双脊喇叭天线,使用CTS仿真软件对关键参数扫描优化,并观察了电场分布情况,进一步验证了理论分析的合理性。
从仿真结果可以看出,本设计是合理可行的,具有实际应用价值。
关键词:无线电领域;双脊喇叭天线;仿真中图分类号:TN823^27文献标识码:A文章编号:1004-7204(2020)05-0123-08Optimal Design of Double-Ridged Hom Antenna Based on CSTYAO Ze-nan,LIU Hao-ming,YE Yu(Guangdong Medical Devices Quality Surveillance and Test Institute,Guangzhou510663) Abstract:As the characteristic of horn antenna,it is widely used in the radio field.This article firstly introduced the structure of horn antenna,and gave a theoretic&l analysis in aperture-field distribution,radiation pattern.To further enhance the working frequency bandwith,ridged waveguide model in induced.Based on the theoretical analysis,this article designed an original DRHA which frequency range is from1GHz to8GHz.By using the Simulation software,some critical parameters was swept,and an optima DRHA was achieved,that further verified the:r ationality of the theoretical analysis.Form the Simulation resuIts,it can be concluded that the design is feasible and has some valuable experience for LPDA design in EMC testing.Key words:radio flied;double-ridged horn arrtenna;Simulation1喇叭天线介绍喇叭天线的是一种面天线,由于其工作频带宽,增益高,结构简单而且具有较高的功率容量,喇叭天线有非常广泛的应用。
除自谱的互谱矩阵波束形成的噪声源识别技术
3 东风 商用 车技 术 中心 ,湖 北 十堰 4 2 0 . 4 0 0)
摘 要: 由于 传 声器 阵 列 具 有 自噪 声 的 干 扰 , 各 通 道 的 互 谱 距 阵 中 , 除 对 角 自谱 元 素 的 波 束 形 成 , 以提 高 声 在 消 可
Re e r h o g rt m fS u d S u c e tf ai n Ba e n s a c nAl o i h o o n o r eI n ii to s d o d c
Cr s —p cr l a f r n t c u i n o Au o p c a o s s e ta Be m o mi g wi Ex l so f t s e t h r
源 识别的精度 。由此, 建立相应 的声源识别 算法和平 面声源 的成像 软件 。并对 某发动机 在额定工况 下的噪声源识 别
进 行 验 证 。 结 果 表 明 : 动 机 前 端 噪 声来 源 于 空 气 压 缩 机 排 气 出 口和 曲轴 传 动 皮 带 轮 的上 方 机 体辐 射 ; 右 两 侧 噪 声 发 左 来 源 于 发 动 机 缸 体 和 油底 壳辐 射 。 由此 表 明涉 及 的 算 法 与 成 像 软 件 的 正确 与 有 效 性 能 。 关 键 字 : 学 ;互 谱 矩 阵波 束 形 成 ; 源 识别 算法 ; 证 算 例 ; 动机 噪 声 源 识 别 声 声 验 发 中 图分 类号 : BA D0 编 码 : 03 6/i n10 —3 52 1.4 3 I 1 . 9 .s.0 61 5—0 1 . 4 9 js 00
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d t sm e ur d o her c a ulr ho n a e a we e c p e a a as e f t e t ng a r nt nn r om ar d.
Ke wo d y r s: a e t e c lbr to r f r nc oie s p r ur — a i a i n; e e e e n s our e; nt nn e p r t r r d o e e c a e a tm e a u e; a i m t r
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一 E TN MSENTHLY L RI 子测量技术 N0 E 0电E RE C0G C C A MT U E
第01期 2年1 0O 3 第 1 0 3 月 卷
基 于 口面 定 标 的 矩 形 喇 叭 天 线 的 噪 声 分 析
刘 红 陈 寿 元
( 东师 范 大 学信 息 科 学 与 工 程 学 院 山 东省 分 布 式 计 算 机 软 件 新 技 术 重 点 实验 室 济 南 2 0 1 ) 山 5 0 4
0 引
言
1 基 于 口面 定 标 的 天 线 温 度 的 计 算
M an y t k n b u h t r a o s o r e n x e n l o s o r e .Co bn n h a a ih a a y e t h i l a i g a o tt e i e n l ie s u c s a d e t r a ies u c s n n n m i i g t e d t s wh c n l z d wih t e
Li o Che hou u H ng nS yua n
( n or to c e e a d e g ne rn o l g ,S n o g No ma I f ma i n s inc n n i e i g c l e e ha d n r lUn v r iy, i e st
c lb a i m e h t c lult t t m pe a ur nt nn . V a i us f oie o c s r i r du e nd n l z d. ai r ton t od o ac a e he e r t e of a e a ro o n s s ur e a e nto c d a a a y e
摘
要 :宇 宙 背 景 辐 射 的研 究 对 我 们 了解 宇 宙 大 爆 炸 具 有 重要 的 意 义 , 究 背景 辐射 , 要 了解 矩 形 喇 叭 天线 的 测 量 研 需
结 果 , 先 介 绍 微 波 辐 射 计 中 用 于 标 定 天线 温 度 的 口面 定 标 法 和 口面 定 标 方 程 。利 用 口面 定 标 方 程 对 天 线 温 度 进 行 首 反 演 , 算 天 线 总 的 噪声 温 度 。接 着 介 绍 影 响 天线 噪 声 温 度 的 各 种 噪 声 源 , 要 考 虑 到 内 部 噪 声 源 和 外 部 噪 声 源 , 计 主 并
Sh n o gPrvnca y La rt r o srb t dCo p trS fwa eNo e c n lg a d n o i il Ke bo ao y frDitiu e m u e o t r v l Te h o o y,Jn n 2 0 1 ) ia 5 0 4
No s n l ss o e t ng l r ho n a e a b s d o ie a a y i f r c a u a r nt nn a e n t p r u e c lb a i n m e ho he a e t r 。 a i r to t d
Ab ta t Th t d fCo mi b c g o n a it n h s g e t sg i c n e o h i a g s r c : e s u y o s c a k r u d r d a i a r a i n f a c f t e B g B n .To su y t e b c g o n o i t d h a k r u d r d a in,n e o u d r t n h a u e n s o h e t n u a o n a t n a a it o e d t n e s a d t e me s r me t ft e r c a g l rh r n e n .Th p r u e c l r to t o n e a e t r - a i a in me h d a d b a e t r — a i r to q a i n f r t ec l r to f t e a t n a t m p r t r s d s rb d i h s p p r Usn p r u e p ru e c l a i n e u t o h a i a in o h n e n e e a u e i e c i e n t i a e . b o b ig a e t r—