双频/多波束反射阵天线及多功能馈源喇叭特性研究

发布时间：2024-02-03 00:49

　　目前无线通信呈现出的高配置、高负荷、高业务需求、频谱资源紧张的特点,以及卫星通信中固定区域点波束覆盖和赋形束覆盖对于通信天线提出的新要求,使得能实现多空域及双频段精确覆盖的高增益天线成为了该领域天线发展的必然趋势。而基于反射阵列的双频/多波束天线系统正是这种应用背景下的优秀解决方案,具有重要的应用价值与研究意义。本文设计了两个阵列天线以及一个馈源喇叭天线。分别为基于口径耦合式结构的Ka波段双频收发一体化反射阵列天线、基于遗传算法优化设计的双向四波束反射透射一体阵列天线以及基于完全非均匀波纹结构的多功能馈源喇叭。所设计的双频收发一体化阵列,为减小单元整体尺寸,辐射贴片针对两个频带采用了两个不同半径的圆环,置于单元对角线上,单元整体尺寸为低频段(19.6-21.2 GHz)中心频率对应波长的一半。为在拓展相位补偿范围的同时提升相位曲线线性度,辐射贴片接收的电磁能量通过口径耦合的方式经缝隙结构传递到终端短路的微带延迟线中。分层结构赋予了延迟线更大的排布空间进而将频带间以及交叉极化隔离度降到了-20 dB以下。整体阵列仿真结果显示轴比在两个频段内均低于2 dB,方向性系数均高于25 dBi,口...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1反射面天线以及

哈尔滨工业大1.2国内外在该方向的研究现状1.2.1国外研究现状（1）双频/多波束反射阵阵天线研反射阵天线的概念自从20世纪6出来之后经过不断地发展[9]，已经很好易共形、波束可控的优势和反射面天线反射面天线（如图1-1中图a)所示）机动性的波束灵活扫描的缺点以及....

图1-2基于几何分区法的双波束阵列实物原型及测试仿真结果对比图

a)四波束阵列正视图b)四波束阵列整体侧视图图1-2基于几何分区法的双波束阵列实物原型及测试仿真结果对比图随后，JohnHuang等人通过对反射阵的口径场进行分析[11]，理论上给出了一种实现多波束反射阵的设计方法，即口径场叠加法，也就是将能产生N个不同指向的笔....

图1-3基于交替投影法的四波束阵列方向图计算、仿真、实测对比

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文射方向角度误差约为4.8°，副瓣电平低于-18dB，水平面和俯仰面的3dB波宽度约为4.35°。需要注意的是这种方法设计的多波束反射阵天线性能接近论值，但是当设计指标复杂时或者初值选取不当时，交替投影法无法收敛或敛于局部最优解。

图1-4OkanYurduseven等人设计的基于全息超表面的多波束阵列

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文射方向角度误差约为4.8°，副瓣电平低于-18dB，水平面和俯仰面的3dB波宽度约为4.35°。需要注意的是这种方法设计的多波束反射阵天线性能接近论值，但是当设计指标复杂时或者初值选取不当时，交替投影法无法收敛或敛于局部最优解。a)优化....

本文编号：3893424