双频段极化扭转变形卡塞格伦天线的研究

发布时间：2017-04-30 00:10

  本文关键词：双频段极化扭转变形卡塞格伦天线的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：标准卡塞格伦天线中,存在馈源口径和副反射面遮挡的问题,造成天线的增益下降,副瓣电平升高。为了解决上述问题,本文提出了极化扭转变形卡塞格伦天线。而且工作于X和Ka双频段更是增强了天线的抗干扰能力。通过理论分析,借助软件的仿真以及最后的实测,结果表明本文设计的天线达到了预期的指标。本文的研究内容可以概括为以下5点:1.对变形卡塞格伦天线的理论分析。本文设计的变形的卡式天线的理论分析与标准的卡式天线略有不同。首先需根据双曲线的几何性质,将其转化成标准的卡式天线。在计算出馈源初级方向图的基础上,再利用等效抛物面法计算出天线的次级方向图。对天线的方向图计算时,利用微元法求解出复杂积分式的算数值,最终计算得到了天线方向图。2.借助CST软件对副反射面的各层结构进行仿真优化。使用CST软件仿真时,首先验证了它的可靠性,与理论计算相比,仿真结果更接近于实测。由于天线的主副反射面的结构包含多层介质,本文对形状复杂的蜂窝层做了等效处理,等效为介电常数均匀的介质平板,并计算出等效介电常数,经验证这种等效非常合理。利用这种等效方法简化了仿真模型,极大的提高了仿真效率。最终得到了极化选择效果相对理想时副反射面的各介质的尺寸。3.对主反射面结构的分析和优化设计。首先采用等效电路法分析了电磁波遇到金属栅条时的等效电路,得出满足极化扭转时的理论条件。采用CST仿真软件对主反射面不同介质的尺寸进行了优化,尤其是两层蜂窝的厚度。文中研究了0??45?入射角时,该结构的极化扭转效率,对比了4种不同设计方案,综合利弊后给出了一套全新的设计方案。相比以往的设计方法,本文所设计的极化扭转结构明显提高了X和Ka波段的极化扭转效率。4.对天线系统的仿真。借助FEKO软件完成了天线系统的仿真,得到了天线的仿真方向图。因天线主副反射面的结构过于复杂,而且受计算机资源的限制,本文对天线的实际结构模型做了近似,最终仿真出了天线在两个频段的方向图。5.天线完成了加工和测试。将实测结果与理论计算、FEKO仿真结果进行了对比,三者吻合较好。同时也对三者在天线方向图、增益和副瓣电平等存在的差异进行了深入分析。
【关键词】：变形卡塞格伦天线 极化扭转反射面 极化选择 天线方向图
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN823.28

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本文编号：335877