双馈源偏置卡塞格伦天线研究
一种W波段低副瓣卡塞格伦双极化天线设计
• 112•本文设计了一种W 波段双极化卡塞格伦天线。
天线口径为1.0m ,由主反射面、副反射面和馈源喇叭组成。
为降低加工难度和成本,馈源喇叭采用双模喇叭,通过优化各种结构参数,实现天线的低副瓣和高交叉极化特性。
经暗室测试, 天线增益达到56dBi ,副瓣电平小于-25dB ,交叉极化达到30dB 以上,在气象雷达产品中得到良好的应用效果。
毫米波因更易于实现高增益、低旁瓣及更好的角探测精度和分辨力,在气象雷达领域得到飞跃的发展。
云目标往往对不同极化电磁波具有不同的散射特性,为了提离云相态信息的探测能力,毫米波气象雷达需具备双极化工作模式。
作为雷达的关键部件,研制高增益、低副瓣、低交叉极化的双极化天线已成为研究的热点。
由于卡塞格伦天线具有增益高、低交叉极化、馈线波导短、口径效率高等优势,已广泛应用于雷达领域。
特别是在W 波段,因其可以大大改善馈线损耗,更是天线设计者的首选。
本文根据总体项目技术要求,采用正馈圆口径卡塞格伦天线,通过优化馈源、副反射面、支杆等关键部件,实现了在W 波段的高增益、低副瓣、低交叉极化的天线性能。
1 天线设计1.1 天线参数设计卡塞格伦天线是双反射面天线中最为常见的一种结构形式,主反射面为抛物面,副反射面为双曲面,馈源的相位中心位于双曲面的一个焦点,而双曲面的另一焦点与抛物面的焦点重合。
正是由于馈源喇叭的后置,大大缩短了馈线长度,降低馈电网络损耗,且便于安装于维修。
对于卡塞格伦天线设计来说,其遮挡主要来源于副反射面口径,因此副面的大小选取显得尤为重要。
根据最小遮挡条件:式中, k w 为馈源波束宽度常数,为减少副面遮挡,D S 取值应尽量小,同时为避免副面的绕射影响,副面取值至少>7λ。
考虑到天线口径312l (94.58GHz )左右,副面与主面相比可以很小,副面可以选择D s / D =0.0816。
焦径比的选择要综合考虑馈源系统的尺寸,交叉极化分量等因素。
在本天线设计中,焦径比F /D =0.275,馈源照射角度(相对副面半张角)为25°,照射电平取-20dB ,则双曲面的离心率e =1.8342,双曲面两焦点之间的距离为f =91.306mm 。
卡塞格伦天线跟踪速率改进型测试方法研究
卡塞格伦天线跟踪速率改进型测试方法研究冯国兵,关涛,许轶楠(海军研究院,北京100161)摘要:卡塞格伦天线在检测与维修过程中,需对其跟踪目标速率进行测试$针对传统测试方法存在耗时长、成本高、准确率低的缺点,在对传统测试方法研究基础上,提出了基于单目标源定位追踪方式的改进型测试方法$试验表明该方法减少了测试用时,节约了成本,提高了准确率$关键词:卡氏天线;速率测试;曲线拟合中图分类号:TP207文献标识码:0DOI:10.19358/j.issn.2096-5133.2020.12.009引用格式:冯国兵,关涛,许轶楠.卡塞格伦天线跟踪速率改进型测试方法研究[J].信息技术与网络安全,2020, 39(12):52-55.Research on improvement test method of Cassegrain antanna tracking rateFeng Guobing,Guan Tao,Xu Yinan(Naval Academy,Beijing100161,China)Abstract:During the testing and maintenance of a type of military product,the tail's cassegrain antenna needs to be tested.In view of the disadvantages of the traditional test methods,such as much time consuming,high cost and low accuracy,on the basis of mechanism analysis to the traditional test methods,an improved testing method based on single target source location tracking mode is proposed in this paper.Experimental results show that this method reduces the time and cost,and improves accuracy of the test.Key words:Carr's antanna;fellow-up test;curve fitting0引言在通信工程应用中,卡塞格伦天线(卡氏天线)具有天线口径大、波段范围较宽、光学系统结构简单、像质优良等特点,被广泛用于激光空间通信、雷达系统及机载武器通信链路中[1]#标准型卡氏天线由主反射器(直径为40cm旋转抛物面)、副反射器及馈源组成[2],天线结构示意图如图1所示$在卡塞格伦天线结构完好的情况下,天线跟踪速率测试主要包含天线加激励时其转动速率(激励速率)以及加目标源时天线搜寻目标并跟踪目标的速率(跟踪速率)$针对某工厂卡氏天线的跟踪速率,传统测试方法存在效率低、成本高、准确率低的缺点,本文提岀了改进型测试方法一基于单目标源定位追踪方式测卡氏天线的跟踪速率$该方法显著提高了测试效率,降低了成本,并且提高了测试准确率$图1产品卡塞格伦天线示意图1传统卡氏天线跟踪速率测试方法研究针对某型产品卡氏天线跟踪速率,传统测试方法是在距天线轴线方向固定距离处放置5个角锥喇叭天线,模拟产品卡氏天线搜寻的目标源$5个角锥喇叭天线放置成“十”字结构,“十”字中心放置一个角锥喇叭,上下左右各放置一个角锥喇叭,通过微波开关切换高频信号从指定的角锥喇叭天线发岀,模拟动态目标源,产品卡氏天线搜寻目标并最终轴线指向目标源方向,产品卡氏天线的偏转角度在俯仰与偏航方向均与测得的电压成一次线性函数关系:!二+$(!为电压数值!#为天线转动角度!"、$为已知值)!因此可以通过观察测试过程中电压表示数变化规律,主观估算天线的跟踪速率十”字架中心点的角锥喇叭天线(目标源)作用是用于每次测试时“吸引’产品卡氏天线轴线回归“零”位%图2中过程①〜④详细描述了俯仰方向的测试流程,偏航方向测试原理与俯仰方向完全相同%丫-俯仰0x-偏航0万用表1/1XT万用表①中部目标源吸引天线归零位②俯仰正方向目标源吸引天线正向偏转XT「俯仰0乞偏航万用表V3严俯仰iQ x-偏航//仍一一③中部目标源吸引天线归零位万用表I V4④俯仰负方向冃标源吸引人线负向偏转图2俯仰方向天线跟踪速率测试流程示意图研究发现传统的测试方法缺点有:(1)人为主观判断高频信号从某个角锥天线喇叭发岀,从而粗略地对产品卡氏天线跟踪速率作岀评价,存在误判,准确率低;(2)需要5个角锥喇叭天线,成本高;(3)测试过程中需手动切换微波开关,测试耗时长,效率低%因此针对传统测试方法的缺点,本文提岀了一种卡氏天线改进型测试方法%2改进型卡氏天线跟踪速率测试方法2.1单目标源定位测试方法通过对某型装备卡氏天线整机工作机理认真分析后,发现在该装备卡氏天线控制系统外加士#V 电压激励信号时(以俯仰方向为例,加+#V天线轴线向俯仰正方向偏转,加-#V向俯仰负方向偏转),卡氏天线主反射面轴线指向会向正或负方向偏转,偏转角度与加激励信号时间%成线性函数关系%可以利用此特性对传统卡氏天线跟踪速率测试方法进行改进%本文提岀了一种基于单目标源定位追踪方式的天线跟踪测试方法%在该装备卡氏天线接收平面处,仅放置一只角锥喇叭天线(后称“单目标源”)%首先,寻找初始位置值%单目标源加高频信号,“吸引”卡氏天线主动搜寻跟踪目标源并最终使得卡氏天线轴线指向目标源,在天线运动过程中通过高速采集卡,读取天线控制系统输岀的初始位置(!.,00)对应的电压值(!、"分别表示偏航、俯仰方向);接着,关闭信号源,控制板俯仰方向加正向激励电压+#V,时间%s,使得天线向俯仰正方向偏转角度"1;断开激励电压+#V,打开目标源再次“吸引”装备卡氏天线搜寻目标回到初始位置(,".)%偏航方向测试流程和俯仰方向相同%在上述测试过程中从开始至结束时刻,高速数据采集卡实时采集天线运动角位置数据对应的电压数值,采样率为1/#%,详细测试流程原理图如图3所示%则天线跟踪速率可以定量计算为:&—"1—"o&激励速率一&跟踪速率二"1—"o#%('—1)其中'为采样点个数2.2单目标源搜寻跟踪速率测试法一致性分析该方法与目标源初始位置(!o,"o)选取无关,具有良好的一致性,使得测试过程中,操作性更为灵活%传统的五角锥喇叭天线测试方法如果人为位置放置不当,即中心角锥喇叭与卡氏天线轴线夹角角度过大时,会导致偏航的正方向或者负方向无法测卡高速采集卡XX高速至咼速米集卡①打开目标源,天线初始位置(00,〃())+%¥激励②关闭冃标源,加止向激励天线正偏转,采集偏转角对应的电压值③断开激励,打幵冃标源,天线搜寻跟踪冃标,采集运动角度对应的电压值曲线图3单目标源卡氏天线跟踪速率改进型测试法原理图及步骤试!单目标源改进型测试方法具有良好的一致性,可 以 去 除 位 置 放 置 的 误 差 , 以 偏 航 方 向 为 例 , 证 明 1!=过 程 如 下 ( 俯 仰 方 向 的 证 明 方 法 与 偏 航 方 向 相 同 ) :假设在卡氏天线接收范围内,随机挑选三个测试位置 放 置 目 标 源 , 分 别 如 图"! " !0 二"屮At -t _ t o p b1_ pb0 .k p t _ k p t oA tt _ t o!(1_ !(0一=k pt _ k p toA t t _ t o③三位置点所示①②①③亠①宀②§图4改进型测试方法一致性证明示意图天线轴线天线轴线天线轴线从而推得"1!二二二",同理可以推得"1"二爲二"",即偏航与俯仰方向的跟踪速率测试结果与目标源初始位置点(!o , "o )选取无关,表明该种改进 型测试方法与目标源放置位置无关,可以有效去除人为放置因素干扰,具有良好的结果测试一致性。
卡塞格伦通信天线
卡塞格伦通信天线
天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。
按照天线辐射系统的配置划分,卡塞格伦通信天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成。
卡塞格伦通信天线与普通抛物面天线的差别在于它不仅在结构上多了一个副反射面,而且把馈源安装到了主反射面后面。
卡塞格伦通信天线的优点是天线的效率高,噪声温度低,馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里,这样可以减小馈线损耗带来的不利影响,缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。
卡塞格伦通信天线具有以下几种特点:
1. 采用修正的发射器,其天线效率高、噪声温度低;
2. 馈源和低噪声放大器可以放在主反射器后部的设备室里,组装性好;
3. 天线辐射方向性好,因此卡塞格伦通信天线可以用于大型地球站通信。
卡塞格伦反射面天线
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主要内容及要求: 一、卡塞格伦天线的工作原理和几何结构 二、卡塞格伦天线的分析方法 三、卡塞格伦天线的增益 四、影响反射面天线方向性的因素 五、赋形波束反射面天线 六、其它型式的双反射面天线
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远望六号测量船
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一、卡塞格伦天线的工作原理和几何结构特性
1、天线(抛物面天线——双反射面)
卡塞格伦天线
2 Mf 1 cosq
fe Mf
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二、卡塞格伦天线的分析方法
偏心率e愈小,M愈大。通常 M 3 所以等效抛物面是一个长焦距 抛物面。
f e Mf
e 1 f e 1
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二、卡塞格伦天线的分析方法
用射线管的概念说明它们的口径场分布是相同的。
Q2 Q1 Q’2 Q’1 等 dΨ F’ dθ
F
rபைடு நூலகம் F P
r FP
ρ =FQ
虚馈源法
Ei rq sin q 1 Er r sin
60 Pr Gr
rq
Fr (q )
60 Pr Gv
r
Fv ( )
Fr (q ), Fv ( ) 分别是实、虚馈源的归一化方向图函数
23
Gr , Gv 分别是实、虚馈源的增益
二、卡塞格伦天线的分析方法
5
两类常见的反射面天线
主抛 反物 射锥 面面 主抛 反物 射锥 面面
馈源
馈源
副双 反曲 射面 面
抛物面天线
卡塞格伦天线
6
与抛物面天线相比,卡塞格伦天线具有以下的优点: (1)以较短的纵向尺寸实现了长焦距抛物面天线的 口径场分布,因而具有高增益,锐波束; (2)由于馈源后馈,缩短了馈线长度,减少了由传 输线带来的噪声; (3)设计时自由度多,可以灵活地选取主反射面、 反射面形状,对波束赋形。 卡塞格伦天线存在着如下缺点:卡塞格伦天线的 副反射面的边缘绕射效应较大,容易引起主面口径 场分布的畸变,副面的遮挡也会使方向图变形。
卡塞格伦天线的工作原理
标准卡塞格伦天线的组成标准卡塞格伦天线由主反射面、副反射面和馈源组成。
为了获得聚焦特性,主反射面必须是旋转抛物面,副反射面是旋转双曲面,馈源可以是各种形式,但一般用喇叭作馈源,安装在主、副反射面之间,其相位中心应置于旋转双曲面的焦点上,双曲面的安装应使双曲面的虚焦点与抛物面的焦点重合,如图所示。
卡塞格伦天线整个就是一个轴对称结构。
副反射面通常置于喇叭馈源的远区。
如果喇叭辐射的球面波方向图是旋转对称的,侧卡式天线就具有轴对称性能。
卡塞格伦天线的工作原理卡式天线的工作原理与抛物面天线的相似,抛物面天线利用抛物面的反射特性,使得由其焦点处的馈源发出的球面波前,经抛物面反射后转变为在抛物面口径上的平面波前,从而使抛物面天线具有锐波束、高增益的性能。
卡式天线在结构上多了一个双曲面。
天线作发射时,由馈源喇叭发出的球面波首先由双曲面反射,然后再经主反射面(抛物面)反射出去。
根据双曲面和抛物面的性质,由F'发出的任意一条射线到达某一口径面的波程相等,即,则相位中心在F'处的馈源辐射的球面波前,必将在主反射面的口径上变为平面波前,呈现同相场,即S0面为等相位面,使卡式天线具有锐波束、高增益性能。
天线作接收时的过程正好相反,外来平面波前经主、副反射面反射之后,各射线都将汇聚到馈源所在点F',由喇叭接收。
卡氏天线的优缺点:优点:(1)馈线短(2)空间衰减SA小(3)减小漏溢(4)等效焦距长(3)设计灵活(7个参数)等缺点:(1)副反射面的遮挡大,但对要求G很高的天线来说,主反射面很大的话,这个遮挡相对就小。
(2)造价高。
卡塞格伦天线的几何参数卡式天线的几何参数关系如图所示:双曲面的四个参量:抛物面有三个参量:(1) 双曲面直径(1) 抛物面直径dD(2) 双曲面焦距fc (2) 抛物面焦距f(3) 双曲面半张角ϕ0 (3) 半张角ψ0(4) 双曲面顶点到抛物面焦点距离Lv在这七个参量中,只有四个是独立的,其余三个可根据抛物面和双曲面的几何关系求出。
卡塞格伦天线工作原理
卡塞格伦天线工作原理
卡塞格伦天线工作原理
首先分析双曲面的母线(双曲线)的几何光学特性。
卡塞格伦天线要利用双曲线的两个特性:
(a) 双曲线上任意一点N至两焦点的距离之差等于常数,即;
(b) 双曲线上任意一点N处的切线把N点对两焦点的张角平分。
a为双曲线在N点的法线单位矢量,连接并延长之,得。
设
由性质(b)可得,所以,则,这就说明的延长线就是
反射线。
换言之,由点发出的各射线经双曲面反射后,反射线的延长线都
相交于点,即“汇聚"在焦点上。
由此可见,位于焦点的照射器发出的
球面波,经双曲面反射后,其所有的反射线就象从双曲面的另一个焦点发
射出来的一样。
而又与旋转抛物面的焦点重合,所以由双曲面反射到主反射面上的射线,就象从抛物面的焦点F发射出来的,一样,再经抛物面反射后,这些射线都平行于抛物面的焦轴。
参看图22,
由性质2和抛物面的等光程性可知
(63)
再根据性质1并参看图23,有
(64)
将式(63)、(64)相加,可得
(65)
因此,由照射器在点发出的任意射线经双曲面和抛物面反射后,不仅相互平行,而且到达抛物面口径时所经过的路程相等,即照射器发出的球面波变成了平面波。
在卡塞格伦天线中,照射器和副面的组合就相当于一般抛物面天线中安置在焦点F的馈源,称之为组合馈源。
侧馈偏置卡塞格伦天线的波束扫描特性研究
Abstract A side-feed offset Cassegrain (SFOC) antenna is studied. The influence of structural pa rameters on the radiation pattern of the antenna is discussed. The optimal beam scanning of the antenna is achieved by adjusting the antenna design parameters. The radiation pattern of the antenna at different scanning angles is calculated. The changes of the sidelobe level and antenna gain during beam scanning are analyzed. The simulation result shows that except for the case where the feed is blocked by the reflector, the gain loss and the sidelobe level variation of the SFOC antenna are small, which provides a reference for the design of the satellite antenna.
第5期
于绪景,等:侧馈偏置卡塞格伦天线的波束扫描特性研究
629
描能力以覆盖指定的区域.卫星上所选用的反射面 天线主要有单反射面天线及双反射面天线.单反射 面天线结构简单,应用最为广泛,但是,当需要在较 大的角度范围进行扫描时,为使波束形状变化不大 及天线增益下降较少,需选用大焦径比的天线形式. 但这会导致天线的整体尺寸增大,不利于在卫星上 的安装.传统双反射面天线可以减小天线的纵向尺 寸,但在进行大角度扫描时依然存在尺寸过大的问 题.针对反射面天线波束扫描的需求,文献[3]设计 了一种三反射镜结构的波束扫描天线,通过移动平 面镜实现天线角度扫描.在维持电性能的情况下, 可以达到土 5°的波束扫描,最大增益损失为0.781 dB.文献[4]针对大口径偏馈反射面天线,研究了俯 仰波束扫描的方法.利用射线追踪法,计算天线扫 描时馈源的最佳位置的轨迹,实现了 5 m 口径天线 波束扫描10。范围内扫描性能的优化,天线最大增 益损失3. 34 dB.
风荷作用下基于FEKO的卡塞格伦天线变形分析
风荷作用下基于FEKO的卡塞格伦天线变形分析秦焕丁;娄景艺;屈晓旭【摘要】卡塞格伦天线是目前卫星通信中使用较多的天线.天线在各种载荷的作用下会发生变形,从而影响天线的电性能指标,导致增益下降,影响通信质量.研究卡塞格伦天线主反射面在风荷作用下的变形情况,并基于FEKO软件仿真天线变形对增益指标的影响.由仿真结果可以看出,在风力逐渐加大的情况下,天线的变形量增加,天线增益下降.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2016(049)006【总页数】4页(P697-700)【关键词】卡塞格伦天线;风荷;风力计算;变形;FEKO软件【作者】秦焕丁;娄景艺;屈晓旭【作者单位】海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TN823当前,卡塞格伦天线已广泛应用于卫星通信、地面跟踪及雷达探索等系统中。
它的电性能指标在通信中发挥着关键作用,而指标的变化直接影响通信系统性能的好坏。
在实际工程中,天线并不能完全符合原设计抛物面天线,会在使用过程中受到自重、风雨雪、日晒的作用而发生变形,导致天线的表面精度[1]降低。
表面精度大部分决定于反射面的构造及装配的准确度,最终会影响天线的电性能指标,如天线效率降低、副瓣电平变高及方向性变差等。
天线在实际使用过程中,会受到载荷的影响。
目前,天线所受的载荷大致有以下几种类型:①风力;②裹冰及积雪载荷;③天线运动时的惯性载荷;④自重;⑤温度载荷;⑥馈源支架载荷;⑦其他载荷。
目前,可以通过保型设计和优化方法使自重变形减到最小,因而环境载荷特别是风载荷[2]作用下的变形,成为突出需要解决的问题。
风荷作用下,当变形达到一定程度,就会使天线电磁波的反射散乱,指向误差增大,方向图产生畸变,从而降低天线按预期目标正确执行任务的能力,影响通信系统质量。
1.1 卡塞格伦天线模型及优点卡塞格伦天线是由主反射面、副反射面和馈源组成的,模型如图1所示。
卡塞格伦天线参数
卡塞格伦天线参数1.引言1.1 概述卡塞格伦天线是一种常见的天线类型,常用于通信和广播领域。
它由一个主要由许多金属片组成的反射器和一个位于反射器焦点处的辐射器构成。
卡塞格伦天线的设计旨在提供高增益和方向性,以便在传输信号时能够实现较远的覆盖距离。
反射器是卡塞格伦天线中的关键组件之一。
它的作用是将辐射器发出的信号反射并聚焦在特定方向上,从而增强天线的增益。
通常情况下,反射器由大量金属片组成,这些金属片的形状和排列方式会对天线的性能产生重要影响。
与传统的平面反射器天线相比,卡塞格伦天线具有较高的增益和更窄的方向性。
这是由于卡塞格伦天线的反射器具有抛物形状,可以更有效地将信号反射到辐射器上。
此外,卡塞格伦天线还具有较低的侧瓣辐射和较高的前向增益,这使其在抗干扰和长距离传输方面表现出色。
除了反射器,卡塞格伦天线的辐射器也是至关重要的组成部分。
辐射器通常采用馈源、驱动器和辐射元件的组合,用于将电磁信号转化为空间中的电磁波。
辐射器的设计和参数设置对天线的频率响应、极化特性和效能等性能指标有着重要影响。
总的来说,卡塞格伦天线是一种性能优异的天线类型,具有较高的增益、良好的方向性和较低的侧瓣辐射。
它在通信和广播领域中得到广泛应用,能够满足长距离传输和抗干扰等要求。
通过合理的设计和参数设置,卡塞格伦天线可以进一步提高其性能,适应不同的应用场景。
1.2 文章结构文章结构部分旨在介绍本文的整体结构和各个部分的内容。
本文共包含三个主要部分,即引言、正文和结论。
引言部分包括三个小节。
首先是概述,通过简要介绍卡塞格伦天线的相关背景和概念,为读者提供背景知识。
其次是文章结构,用于说明本文的组织结构和各个部分的内容。
最后是目的,明确本文的研究目标和意义。
正文部分是本文的主体,分为两个要点,分别是卡塞格伦天线参数要点1和卡塞格伦天线参数要点2。
针对每个要点,文章将深入探讨卡塞格伦天线的相关参数,包括其基本原理、设计方法、特点和应用领域等。
卡塞格伦天线光传输特性研究
S u n Q u a n g u o ( C L P t w e n t y — n i n e . 6 1 0 0 0 0 )
Abs t r a c t:I n t h i S p a p e r , t h e t r a n s m i S S i o n t h e o r y o f C a s e y G l e n n o p t i c a l a n t e n n a s y s t e m a r e a n a l y z e d , t h e t r a n s m i s s i o n p r o p e r t i e s o f C a s e y Gl e n n o p t i c a l a n t e n n a o n t h e b a s i S o f t h e S i m u l a t i o n a n a l y s i s , t h r o u g h t h e
工作原理也较为简单 。 但是 , 卡塞格伦 不能对 口 的提升发挥 了重要 的作用 。 但 目前, 对该项技术 的研究仍是美 国、 但 结构十分简洁 ,
日本和欧洲一些 国家最为先进 , 我国要达 到空间光通信系统研究 径 面 上 的 波 束 和 功 率 进 行 有 效 的 调 整 。
的国际领先水平还有很长 一断路要走 。 光学天线系统对整个空间
信 息化 时代 的全面到来 , 使得社会各界对 通信 质量 的要 求越 面 天 线 类 似 , 因此 与抛 物 面 天 线 相 同 , 卡 塞 格 伦 天 线 利 用 抛 物 面
来越 高, 目前 国内外光通信 系统研究层 次不断提高 , 对通信质 量 反 射特 性, 将馈源治愈抛物面焦 点, 直接照射到抛物面 口径上 , 不
一种典型的卡塞格伦光学天线的设计与分析
塞格 伦 光 学天 线的 结 构 、 模型、 优 缺 点 以及
在 空 间通信 中的应 用 , 分 析 了点 光 源 在卡 塞
格 伦 光 学 天 线 中的 传输 特 点 , 同时 还讨 论 了
由于点 光 源偏 离焦 点 对 天 线 效率 的 影 响 , 以及 对 空 间光通 信 中目标 成像 质量 的 影 响 。
的光 学 天线 系统 [ J ] . 现 代电信科 技 , 2 0 0 3 , 3 ( 3 ) : 2 4 - 2 7 .
【 2 】Cho Y M , Ko ng H J a n d L e e S S. 0PTI CAL ENGI NEERI NG[ M】 .
Be l l i ngha m , l 9 94: 3 3 -1 00. } l I m
时I 蜊( 毒 )
图3 涡桨6 发动机转 速变化曲线
5 结语
该 文 仅 限 于 W DZ一1 涡 轮 发 电装 置 起
动涡桨6 发 动 机 时 的起 动 特 性 分析 , 实 际 应 用 中, 多应 用地 面 7 0 V电源 或 2 4 - 4 8 V电
5 8
科技 创新导报 S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n H e r a l d
幅 ∞ 常大 , 比如 成像不 清 晰、 目标 图像变 形等 等 。
卡塞 格 伦 光 学 天 线 的 辐 射 具 有 极 强 的 方 向 性 , 增 益 因 子 随 着 指 向 角度 因 子 变化 较 为
明显 , 那 么 光 束 的发 散 将 会 影 响 增 益 因 子
的变 化 , 从 而影 响 天 线 的 增 益 , 最 终 影 响 天
双反射面天线波束扫描共轭场匹配法赋形反射面实数编码的遗传算法硕士论文
双反射面天线的波束扫描和赋形研究【摘要】本文就偏置卡塞格伦和格里高利两种典型的双反射面天线展开讨论。
用修正的雅克比行列式对反射面进行建模,以基于表面电流积分的物理光学法(PO)作为主要研究方法。
研究了双反射面天线的波束扫描特性以及共轭场匹配法(CFM)得到的阵列补偿特性。
然后通过实数编码的遗传算法(RGA)对双反射面赋形,得到了期望的方向图赋形形状。
首先,分析了单偏置抛物反射面天线的辐射特性、焦区场特性和波束扫描特性。
其次,基于对单抛物反射面天线的分析和计算,应用双面电流法重点研究了双偏置反射面天线的辐射特性、焦区场特性和波束扫描特性。
并用19元簇型阵列替代单个馈源照射双反射面,显著的提高了天线的波束扫描能力。
阵列单元的激励系数用CFM来确定。
最后,本文用一组正交的全局展开函数(修正的雅克比函数)分别对单偏置抛物反射面和双偏置反射面天线建模。
通过RGA算法优化其表面的展开系数,成功的实现了对中国地图和巴西地图形状的赋形。
并将单反射面和双反射面赋形的结果加以比较,证明双反射面的交叉极化电平更低,表面的形变量更小,因而具有更强的赋形能力。
更多还原【Abstract】 Two kinds of offset dual-reflector antennas,classical offset Cassegrain and Gregorian dual-reflector antenna, are mainly discussed in the thesis. Modified Jacobi polynomials are used to describe the surface of the reflector.And the physical optic (PO) method based on the surface current integration is employed as the research method. Then properties of beam scanning and array compensation based on the conjugate field matching (CFM) method are studied in detail. Finally, the real-coded genetic ... 更多还原【关键词】双反射面天线;波束扫描;共轭场匹配法;赋形反射面;实数编码的遗传算法;【Key words】Dual-reflector antenna;Beam scanning;Conjugate field matching;Shaped reflector;Real-coded genetic algorithm;摘要3-4Abstract 4第一章绪论8-121.1 反射面天线研究的背景与意义8-91.2 反射面天线波束扫描和赋形的研究与发展9-111.3 论文的主要内容和结构11-12第二章反射面天线的基本概念和分析方法12-222.1 反射面天线的工作原理122.2 双偏置反射面天线的几何特性12-132.3 反射面天线的电参数13-192.3.1 方向系数14-152.3.2 效率15-162.3.3 增益162.3.4 主极化和交叉极化16-172.3.5 三维方向图和等值线方向图17-192.4 分析方法19-22第三章GA的基本原理及应用22-263.1 GA的基本原理22-253.1.1 GA的原理和运算过程22-233.1.2 编码233.1.3 GA的基本算子23-253.1.4 适应度函数的选取253.2 基于RGA的优化过程25-26第四章单偏置抛物反射面天线的波束扫描特性26-464.1 反射面天线中的坐标转换26-294.1.1 直角坐标系和球坐标系的转换26-274.1.2 直角坐标系之间的转换27-294.2 单偏置抛物反射面天线辐射场的计算29-364.2.1 偏置反射面的几何特性29-314.2.2 单偏置抛物反射面天线的模型31-324.2.3 理想馈源方向图324.2.4 单偏置抛物反射面天线辐射场的计算和MATLAB程序的验证32-364.3 单偏置抛物反射面天线的波束扫描特性研究36-394.4 单偏置抛物反射面天线的焦区场计算和阵列补偿特性39-464.4.1 焦区场39-424.4.2 阵列馈电补偿特性42-46第五章双偏置反射面天线的波束扫描特性46-645.1 双偏置反射面天线辐射场计算的理论推导46-535.1.1 天线模型46-475.1.2 参数之间的导出关系47-495.1.3 双偏置反射面天线辐射场的计算49-515.1.4 MATLAB语言验算结果51-535.2 偏置卡塞格伦天线的波束扫描特性53-585.2.1 偏置卡塞格伦天线的波束扫描特性53-545.2.2 偏置卡塞格伦天线的焦区场分布54-565.2.3 偏置卡塞格伦天线的阵列补偿特性56-585.3 偏置格里高利天线的波束扫描特性58-645.3.1 偏置格里高利天线的波束扫描特性58-595.3.2 偏置格里高利天线的焦区场分布59-615.3.3 偏置格里高利天线的阵列补偿特性61-64第六章基于RGA的赋形双反射面天线的研究64-766.1 双偏置反射面天线的函数展开式64-676.1.1 主面函数展开式65-666.1.2 副面函数展开式66-676.2 单偏置抛物反射面天线的波束赋形67-706.2.1 赋形中国地图形状67-696.2.2 赋形巴西地图形状69-706.2.3 赋形美国地图706.3 双偏置反射面天线的波束赋形70-766.3.1 赋形主反射面实现对中国国土形状的赋形71-726.3.2 赋形副面实现对中国国土形状的赋形72-736.3.3 赋形主反射面实现对巴西地图形状的赋形73-76 第七章总结76-78致谢78-80参考文献。
卡式天线中双口双模馈源设计
卡式天线中双口双模馈源设计马世娟;王建;郑贵;司海峰;刘华涛【摘要】In order to meet the requirements to feed in Cassegrain antenna, the title proposed an Ka-band dual-port dual-mode feed for Cassegrin antenna system. Firstly, analysis the theory and plot using MATLAB of the dual-port dual-mode diameter field. Secondly, simulate the model, An matching metal cylinder pins, Transitional steps at the narrow waveguide and at the end of H-arm are used to improve the performance of H floded magic T. Lastly, test results show that the VSWR of S summation port, S differencing port and H differencing port are all below 2, the isolation among these three ports are all larger than 25 dB in the bandwidth of absolute 2 GHz. The simulation and test results are similar.%基于卡塞格伦天线对馈源工作带宽的要求,设计了一种Ka波段双口双模馈源。
首先,对双口双模口径场进行理论分析并借助MATLAB编程作图。
然后,对馈源进行建模仿真,通过加入匹配金属圆柱销钉、在波导窄边加入过渡阶梯、在H臂末端宽边处加入过渡台阶的方法使H折叠魔T的工作绝对带宽可达7 GHz。
临边探测论文:临边探测痕量气体双偏置卡塞格伦天线数字自相关频谱仪
临边探测论文:临边探测痕量气体双偏置卡塞格伦天线数字自相关频谱仪【中文摘要】大气临边探测是一种新的大气观测方式,它既具有天底观测方式的高空间覆盖范围,同时又具有掩星观测方式的高垂直分辨率,可有效监测臭氧、气溶胶浓度、温室效应示踪气体以及在对流层和平流层臭氧化学中具有重要影响的痕量气体(如:NO2、BrO、OClO和SO2)的全球分布。
但是,我国在轨运行的各类卫星还没有装载能得到各种大气成分的临边探测仪,国内相关的研究刚刚起步。
本文总结并阐述当代微波临边探测仪采用的技术手段及其发展情况,设计一个高对流层/低平流层大气毫米波辐射临边探测仪(MLS-UTLS),对118GHz天线性能进行了仿真,完成了基于FPGA技术的数字自相关谱仪的方案设计,为后续研究提供技术先导。
在基础理论方面,本文总结并阐述了大气辐射传输一般理论和分子光谱学,介绍了目前临边探测频带选取时一般程序。
分析了临边观测方式的几何、观测状态对系统垂直分辨率影响、系统灵敏度、观测高度的上限与下限,并且介绍了国外已发展的临边探测仪系统设计原理和方法,总结比较了各自的性能指标。
分析总结了当代微波临边探测仪常使用的系统设计技术,包括准光学理论、频率选择表面的原理和设计方法、极化分离线栅应用考虑、卡塞格伦天线结构分析、馈源设计要求、混频器发展、超导混频器常配合使用的制冷机技术发展以及频谱仪的发展。
参考已有系统,继承以往优秀的经验,设计了一个高对流层/低平流层大气毫米波辐射临边探测仪(MLS -UTLS),用以探测对流层顶部和平流层底部的大气辐射吸收亮温,反演出大气温度、气压、湿度及微量和痕量气体成分的密度及其分布变化。
本文提出了MLS-UTLS系统的探测频带、对应的探测目标、系统灵敏度、垂直分辨率、频率分辨率等系统指标。
利用TICAR公司的Grasp 9软件分析了卡式天线在118GHz的天线方向图和天线辐射效率。
采用准光学器件极化栅网、频率选择表面分离从转换镜传输过来的辐射信号。
天线反射面和馈源位置误差对电性能的影响规律研究
天线反射面和馈源位置误差对电性能的影响规律研究
孙伟;程志峰;冯立甲
【期刊名称】《河北省科学院学报》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】提出的基于Zernike多项式描述的反射面误差模型,用以分析反射面和馈源位置误差对电性能的影响规律。
利用该模型,以标准卡塞格伦13 m口径天线为研究对象进行建模仿真。
研究了反射面位置误差分布、馈源相位中心误差和馈源角度误差对远场方向图的影响规律,结果表明主面X偏移、RY偏移、馈源X偏移,导致了方向图整体偏移,副瓣电平不同程度抬高。
主面Y偏移、Z偏移、馈源角度偏移,仅导致副瓣电平不同程度抬高。
主面RX偏移对方向图基本无影响,增益损失对Z偏移较为敏感,相同偏移量时,Z偏移对增益损失为X、Y偏移的8倍。
【总页数】8页(P37-43)
【作者】孙伟;程志峰;冯立甲
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.面板位置误差对反射面天线功率方向图的影响机理
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双馈源偏置卡塞格伦天线研究
作者:刘文波, 张洪顺, LIU Wen-bo, ZHANG Hong-shun
作者单位:刘文波,LIU Wen-bo(重庆通信学院,研究生管理大队), 张洪顺,ZHANG Hong-shun(重庆通信学院,无线电管理教研室,重庆,400035)
刊名:
通信技术
英文刊名:COMMUNICATIONS TECHNOLOGY
年,卷(期):2009,42(5)
1.田田.张潜.张洪顺关于减小卡塞格伦天线副面遮挡效应的研究[期刊论文]-通信对抗 2006(04)
2.熊旋宽角扫描偏置卡塞格伦天线研究[学位论文] 2004
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1.刘文波.张洪顺双馈源偏置卡塞格伦天线研究[会议论文]-2008
2.刘少东.焦永昌.张福顺.LIU Shao-dong.JIAO Yong-chang.ZHANG Fu-shun表面误差对侧馈偏置卡塞格伦天线辐射场的影响[期刊论文]-西安电子科技大学学报(自然科学版)2005,32(6)
3.林岩用有一定电阻的双曲面设计低旁瓣卡塞格伦天线[期刊论文]-微波学报2002,18(3)
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5.龚云峰.谢拥军.岳亮.王元源.GONG Yunfeng.XIE Yongjun.YUE Liang.WANG Yuanyuan高功率近场卡塞格伦天线的设计[期刊论文]-现代电子技术2009,32(13)
6.刘元云利用HFSS-IE快速设计大口径卡塞格伦天线[会议论文]-2010
7.任宪端.房华.胡印永.张光青卡塞格伦天线的改造与调整[期刊论文]-中国有线电视2000(20)
8.闫丰.杜彪.YAN Feng.DU Biao赋形卡式天线最佳吻合反射面的计算方法[期刊论文]-无线电工程2011,41(3)
9.余世里.谢振超卡塞格伦天线副反射面运动扫描研究[会议论文]-2010
10.朱翠肖椭圆波束天线设计[期刊论文]-无线电通信技术2003,29(2)
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