超宽带介质加载四脊喇叭馈源技术研究
发布时间：2021-11-15 04:26
随着射电天文技术的发展,人们对于天线提出了更宽频带和更高效率的应用需求,这就需要研发出频带更宽的馈源。四脊喇叭馈源有着馈电简单、波束可控和宽带高效率的优势,成为当前超宽带馈源研究的热点。然而四脊喇叭馈源在高频区存在着波束宽度变窄,天线口径效率下降的问题,导致其工作带宽很难超过7:1。本文针对该问题提出将介质棒加载到四脊喇叭馈源中央,以汇聚高频能量,减小高频区的辐射口径,展宽高频区辐射的波束宽度,提高高频区天线的口径效率,拓宽工作带宽。具体研究工作内容如下:（1）分析推导了介质波导内部的场分布与模式,并将介质加载于圆波导内,求解了频率和介质半径变化对于介质中能量的影响,证明了利用介质加载方法,能够将能量聚集于加载介质中这一方案的可行性。（2）以四脊喇叭和介质加载四脊喇叭初始模型为基础,开展了各几何参数对于四脊喇叭馈源传输和辐射特性影响的研究,给出了四脊喇叭和介质加载初始参数的选取原则,为介质加载四脊喇叭馈源的设计提供了依据。（3）给出了介质加载四脊喇叭馈源的设计思路和设计步骤,并完成了单层介质加载和双层介质加载两款四脊喇叭馈源的设计。单层介质加载四脊喇叭馈源在1.5-15GHz工作频带内...
【文章来源】：中国电子科技集团公司电子科学研究院北京市
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?口面介质加载四脊喇叭实物?图１．２喃１叭壁赋形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人对喇机壁内壁赋形，设计了?２－１２ＧＨｚ的四脊??
图１．１?口面介质加载四脊喇叭实物?图１．２喃１叭壁赋形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人对喇机壁内壁赋形，设计了?２－１２ＧＨｚ的四脊??喇叭［２３］，如图１．２所示。该四脊喇叭馈源在工作频带内电压驻波比优于２：１，Ｅ??面和Ｄ面（４５°面）波束宽度基本恒定，Ｈ面变化较大。照射焦径比为０．４６的??单反射面天线时，天线口径效率均高于５０％。??２０１３－２０１６年，南非ＴｈｅｕｎｉｓＳ．?Ｂｅｕｋｍａｎ等人先后发表多篇论文ｐ６＿２９］，他们??设计的四脊喇叭采用四端口馈电，喇叭壁用指数曲线进行赋形，如图１．３所示。??并对四脊喇叭口面场进行模式分析，得出喇叭各频率的模比以及各尺寸下截止频??率，最终在２－１２ＧＨＺ下，照射双反射面天线，天线口径效率不低于５０％。??２０１５年，Ａ．?Ｄｕｎｎｉｎｇ等人设计了一款新型四脊喇叭馈源［３Ｑ］，如图１．４所示。??其结构米用四脊喇Ｂ八外部加载法兰盘，中央加载了三层介质棒。该四脊喃１队馈源??在０＿７－４．２ＧＨｚ内，电压驻波比优于２：１，照射焦径比为０．５６的单反射面天线时，??天线口径效率均高于７０％。??
图１．１?口面介质加载四脊喇叭实物?图１．２喃１叭壁赋形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人对喇机壁内壁赋形，设计了?２－１２ＧＨｚ的四脊??喇叭［２３］，如图１．２所示。该四脊喇叭馈源在工作频带内电压驻波比优于２：１，Ｅ??面和Ｄ面（４５°面）波束宽度基本恒定，Ｈ面变化较大。照射焦径比为０．４６的??单反射面天线时，天线口径效率均高于５０％。??２０１３－２０１６年，南非ＴｈｅｕｎｉｓＳ．?Ｂｅｕｋｍａｎ等人先后发表多篇论文ｐ６＿２９］，他们??设计的四脊喇叭采用四端口馈电，喇叭壁用指数曲线进行赋形，如图１．３所示。??并对四脊喇叭口面场进行模式分析，得出喇叭各频率的模比以及各尺寸下截止频??率，最终在２－１２ＧＨＺ下，照射双反射面天线，天线口径效率不低于５０％。??２０１５年，Ａ．?Ｄｕｎｎｉｎｇ等人设计了一款新型四脊喇叭馈源［３Ｑ］，如图１．４所示。??其结构米用四脊喇Ｂ八外部加载法兰盘，中央加载了三层介质棒。该四脊喃１队馈源??在０＿７－４．２ＧＨｚ内，电压驻波比优于２：１，照射焦径比为０．５６的单反射面天线时，??天线口径效率均高于７０％。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超宽带四脊张角喇叭馈源的研制[J]. 魏伟,王伟华. 微波学报. 2017(03)
[2]平方公里阵天线新技术综述[J]. 伍洋,杜彪,金乘进,彭勃. 电波科学学报. 2016(02)
[3]大口径反射面天线技术综述[J]. 杜彪,伍洋,张一凡,刘国玺. 无线电通信技术. 2016(01)
[4]一种高效率的四脊喇叭馈源[J]. 李栋,杜彪,伍洋. 现代雷达. 2015(03)
[5]一种性能改进了的大张角四脊型超宽带馈源的研制[J]. 董宾,韩金林,沈泉,于京龙,庞峰,邹磊. 电子与信息学报. 2014(10)
[6]宽带、双极化四脊喇叭馈源研究[J]. 高喜,李思敏,刘扬清,于新华,姜彦南. 电波科学学报. 2013(02)
[7]持续参与世界最大综合孔径望远镜SKA国际合作[J]. 彭勃,金乘进,杜彪,秦波,郑元鹏,卢雨,梁赞明,徐海光,赵公博,田文武,刘国玺,周建寨,冯贞国,师民祥,张一凡,金超,闫丰,伍洋,刘鸿飞,安涛,顾俊骅,牛传峰,耿京朝,朱岩,朱凯,于京龙,柴晓明,张立民,张翔,李婧楠,李硕,刘丽佳. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(12)
[8]宽带双极化四脊圆喇叭天线的分析与设计[J]. 李彬,杨勇. 信息与电子工程. 2011(02)
本文编号：3496027
【文章来源】：中国电子科技集团公司电子科学研究院北京市
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?口面介质加载四脊喇叭实物?图１．２喃１叭壁赋形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人对喇机壁内壁赋形，设计了?２－１２ＧＨｚ的四脊??
图１．１?口面介质加载四脊喇叭实物?图１．２喃１叭壁赋形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人对喇机壁内壁赋形，设计了?２－１２ＧＨｚ的四脊??喇叭［２３］，如图１．２所示。该四脊喇叭馈源在工作频带内电压驻波比优于２：１，Ｅ??面和Ｄ面（４５°面）波束宽度基本恒定，Ｈ面变化较大。照射焦径比为０．４６的??单反射面天线时，天线口径效率均高于５０％。??２０１３－２０１６年，南非ＴｈｅｕｎｉｓＳ．?Ｂｅｕｋｍａｎ等人先后发表多篇论文ｐ６＿２９］，他们??设计的四脊喇叭采用四端口馈电，喇叭壁用指数曲线进行赋形，如图１．３所示。??并对四脊喇叭口面场进行模式分析，得出喇叭各频率的模比以及各尺寸下截止频??率，最终在２－１２ＧＨＺ下，照射双反射面天线，天线口径效率不低于５０％。??２０１５年，Ａ．?Ｄｕｎｎｉｎｇ等人设计了一款新型四脊喇叭馈源［３Ｑ］，如图１．４所示。??其结构米用四脊喇Ｂ八外部加载法兰盘，中央加载了三层介质棒。该四脊喃１队馈源??在０＿７－４．２ＧＨｚ内，电压驻波比优于２：１，照射焦径比为０．５６的单反射面天线时，??天线口径效率均高于７０％。??
图１．１?口面介质加载四脊喇叭实物?图１．２喃１叭壁赋形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人对喇机壁内壁赋形，设计了?２－１２ＧＨｚ的四脊??喇叭［２３］，如图１．２所示。该四脊喇叭馈源在工作频带内电压驻波比优于２：１，Ｅ??面和Ｄ面（４５°面）波束宽度基本恒定，Ｈ面变化较大。照射焦径比为０．４６的??单反射面天线时，天线口径效率均高于５０％。??２０１３－２０１６年，南非ＴｈｅｕｎｉｓＳ．?Ｂｅｕｋｍａｎ等人先后发表多篇论文ｐ６＿２９］，他们??设计的四脊喇叭采用四端口馈电，喇叭壁用指数曲线进行赋形，如图１．３所示。??并对四脊喇叭口面场进行模式分析，得出喇叭各频率的模比以及各尺寸下截止频??率，最终在２－１２ＧＨＺ下，照射双反射面天线，天线口径效率不低于５０％。??２０１５年，Ａ．?Ｄｕｎｎｉｎｇ等人设计了一款新型四脊喇叭馈源［３Ｑ］，如图１．４所示。??其结构米用四脊喇Ｂ八外部加载法兰盘，中央加载了三层介质棒。该四脊喃１队馈源??在０＿７－４．２ＧＨｚ内，电压驻波比优于２：１，照射焦径比为０．５６的单反射面天线时，??天线口径效率均高于７０％。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超宽带四脊张角喇叭馈源的研制[J]. 魏伟,王伟华. 微波学报. 2017(03)
[2]平方公里阵天线新技术综述[J]. 伍洋,杜彪,金乘进,彭勃. 电波科学学报. 2016(02)
[3]大口径反射面天线技术综述[J]. 杜彪,伍洋,张一凡,刘国玺. 无线电通信技术. 2016(01)
[4]一种高效率的四脊喇叭馈源[J]. 李栋,杜彪,伍洋. 现代雷达. 2015(03)
[5]一种性能改进了的大张角四脊型超宽带馈源的研制[J]. 董宾,韩金林,沈泉,于京龙,庞峰,邹磊. 电子与信息学报. 2014(10)
[6]宽带、双极化四脊喇叭馈源研究[J]. 高喜,李思敏,刘扬清,于新华,姜彦南. 电波科学学报. 2013(02)
[7]持续参与世界最大综合孔径望远镜SKA国际合作[J]. 彭勃,金乘进,杜彪,秦波,郑元鹏,卢雨,梁赞明,徐海光,赵公博,田文武,刘国玺,周建寨,冯贞国,师民祥,张一凡,金超,闫丰,伍洋,刘鸿飞,安涛,顾俊骅,牛传峰,耿京朝,朱岩,朱凯,于京龙,柴晓明,张立民,张翔,李婧楠,李硕,刘丽佳. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(12)
[8]宽带双极化四脊圆喇叭天线的分析与设计[J]. 李彬,杨勇. 信息与电子工程. 2011(02)
本文编号：3496027
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