偏置反射面天线概要

偏置反射面天线

在远距离通讯和高分辨率雷达的应用中,要求天线具有高增益,反射面天线是使用最广泛的高增益天线。为了使天线能够达到高增益、低副瓣、低交叉极化的电性能指标,本文对工作于Ku频段的偏置结构的反射面天线进行了研究。本文首先介绍了反射面天线的基本结构和几种主要的分析方法,包括几何光学法、几何绕射理论、物理光学法等。对天线仿真计算中所使用的馈源特性进行了说明,并推导了基于物理光学方法的远区辐射场。其次分别对单偏置反射面天线、双偏置反射面天线进行研究和设计。设计了两个不同尺寸的单偏置反射面天线,对各个参数的选择方法进行了介绍,确定了天线的最终尺寸,给出了仿真分析结果和测试结果方向图。天线获得了良好的高增益、低副瓣特性。但是天线在线极化工作时交叉极化电平过高,为了解决这一问题,对双偏置反射面天线进行了研究与设计。文中重点介绍了满足零交叉极化条件和最小溢漏条件的天线设计方法,并设计了一个格里高利型的双偏置反射面天线,天线的效率达到了72%以上,并极大地降低了天线的交叉极化。最后对双偏置反射面天线的赋形设计进行了研究。使用MATLAB软件作为仿真和优化工具,把双偏置反射面天线的主反射面和副反射面分别用一组完备的正交函数进行展开,通过对基函数的系数进行优化,实现了天线的赋形设计,使天线获得了高效率和很好的副瓣包络特性。

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史雪莹;