具有L波段单脉冲跟踪能力的L/S双波段共用波纹喇叭天线

发布时间：2021-10-10 03:16

　　单脉冲跟踪以其精度高、速度快等优点而被广泛应用于跟踪中、低轨卫星通信天线中.本文工作研究单槽深波纹喇叭的差模临界截止点和电压波腹点,通过提取波纹槽差模信号,设计了具备L频段单脉冲跟踪能力的L/S双频共用喇叭天线.实际测试结果表明,在L/S频段该喇叭具有良好阻抗匹配特性和辐射方向图旋转对称特性,且L频段差模信号实现了单脉冲跟踪能力,该喇叭天线电气性能满足工程应用要求. 

【文章来源】：电波科学学报. 2017,32(01)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图１Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭与Ｌ频段单脉冲跟踪原理框图

，此技术已经应用到实际工程上，同时也取得了很好的经济效益．１理论分析与设计１．１Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭的设计分析Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭分为４个部分：光壁过渡段、模变换段、变角段及辐射段．为了更好地设计出Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭，本文首先分析了波纹喇叭的导纳和波纹喇叭到天线副反射面边缘照射的幅度与相位等参数．Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭的工作带宽接近２．６个倍频，所以Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭模变换段部位采用环加载槽结构，其余部分采用直槽深结构［５］如图２所示，Ｐ为单槽深结构的槽周期，ａ为波纹喇叭内径，Ｗ为槽宽，ｔ为槽齿厚，ｄ为槽深度．图２部分单直槽深结构示图在模变换段内的每个周期由环加载槽和槽齿组成，其中环加载槽展宽工作频带，在Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭内其他段的每个槽周期是由１个直槽和槽齿组成．Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭采用单槽深结构，其工作频带也不是很宽，因此在模转换段的入口与出口的口径尺寸选取上主要参照ＪＡＭＥＳ模型［３］设计，经过综合考虑选取Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭的槽周期Ｐ为２５ｍｍ、槽宽Ｗ为２０ｍｍ、槽齿厚ｔ为５ｍｍ，模变换段入口半径选为Ｋｌｉａ１＝２．９，模变换段出口半径选为Ｋｌｉａ２＝４．０．为了使整个波纹喇叭的工作频带更宽，在模变换段入口槽参数选取的原则是尽量取工作频带高频点的导纳接近∞，在模变换段出口槽参数选取的原则是尽量取工作频带低频点的导纳接近０．通过选定好的模变换段槽参数，理论计算得出模变换器的入口导纳Ｙ如表１所示，从模变换器的入口导纳数据可以

次模ＨＥ２１模（即差模信号）的场分布，在波纹喇叭槽底圆周上均匀依次开设有第一至第八耦合口，每个耦合口之间的夹角为４５°，在Ｌ频段差模信号耦合器每个耦合口外侧连接一个Ｌ频段差模信号带通滤波器，减少Ｌ频段差模信号耦合器对波纹喇叭内的其他频率信号的影响，然后八路差模信号进入馈电合成网络，其合成网络由功分合路器与３ｄＢ电桥组成，经差模信号馈线合成后输入跟踪接收机，实现天线的单脉冲跟踪功能．Ｌ频段差模信号馈电合成网络原理框图［１］如图３所示．图３Ｌ频段差模信号馈电合成网络原理框图２仿真结果与实验验证通过理论计算得出耦合口的位置、差模端口矩形波导尺寸、耦合口、低通块模滤波器的结构尺寸．使用ｃｈａｍｐ仿真软件主要仿真计算了Ｌ／Ｓ两个工作频段的主模方向图和主模电压驻波比，在ＨＦＳＳ仿真软件中建立一个拥有Ｌ频段单脉冲跟踪网络的Ｌ／Ｓ双频段单槽深波纹喇叭模型，主要仿真计算Ｌ跟踪频段的差模方向图、Ｌ跟踪频段的主模方向图、差模端口电压驻波比、差增益、差零深等参数，然后进行实物加工与测试．仿真与实测图形趋势也比较吻合，Ｌ／Ｓ两频段和差端口隔离度小于－３０ｄＢ．Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭电压驻波比（ＶｏｌｔａｇｅＳｔａｎｄｉｎｇＷａｖｅＲａｔｉｏ，ＶＳＷＲ）仿真与实测结果，如图４所示，Ｌ／Ｓ双频段的和方向图仿真与实测结果如图５所示．图５给出了波纹喇叭在Ｌ、Ｓ两个工作频段的（ａ）Ｌ频段仿真与实测（ｂ）Ｓ频段仿真与实测图４Ｌ／Ｓ双频段波纹喇叭电压驻波比仿真与实测结果（ａ）Ｌ频段和方向图（ｂ


本文编号：3427536