双频段自跟踪馈源的分析与设计

发布时间：2017-06-25 07:21

  本文关键词：双频段自跟踪馈源的分析与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着卫星通信向可移动化和毫米波频段发展,具备多频段收发复用以及自跟踪能力的小型化天线的研究成为卫星通信天线研究的热门话题,而相应的馈源的研究也成为解决这些问题的关键。单脉冲跟踪是实现自跟踪的方式之一,它能从每个接收脉冲中通过和差波束幅相比较得到完整的卫星偏差信息,具有跟踪精度高、实时性好的特点。本文以此为出发点,设计并仿真了Ku频段圆极化双模单脉冲馈源和Ka频段圆极化双模单脉冲馈源,并以此为基础设计仿真了Ku/Ka双频段多模单脉冲馈源。首先,设计了基于同轴波导的Ku频段圆极化多模单脉冲馈源。接收和差模的提取依靠改进的TM01模耦合器耦合,并通过魔T网络实现和差模的分离。收发信号均依靠魔T调相以实现圆极化。辐射口面采用圆锥多模喇叭形式,获得了具有良好的波束等化性和明显的差模轴向零深的辐射方向图。其次,设计了Ka频段圆极化多模单脉冲馈源。波导末端耦合探针负责差模TM01模的接收;收发信号通过相同的两组正交的矩形波导臂耦合,通过魔T网络调相实现圆极化;为实现收发隔离,设计了电容加载的Ka频段带通滤波器。辐射口面采用介质杆喇叭的形式,辐射方向图等化性良好,差模在馈源轴向具有明显零深。最后,在以上设计的两个馈源的基础上,设计了Ku/Ka双频段多模单脉冲馈源。Ka频段收发信号通过介质杆波导束缚以防止在公共段产生高次模,并通过介质杆终端锥削段形成收发波束;Ku频段沿用圆锥多模喇叭方案,为防止Ku频段信号传输至公共段时产生阻抗失配,在同轴波导内外导体上增加了阶梯匹配结构。该馈源在两个频段上都具有等化性良好的和模波束以及具有明显轴向零深的差模波束,因此可实现两个频段上的单脉冲自跟踪。
【关键词】：多模单脉冲跟踪 圆锥多模喇叭 TM_(01)模耦合器 电容加载滤波器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN927.2;TN828.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-17
• 1.2.1 馈源的研究现状及进展11-14
• 1.2.2 多频段馈源概述14-15
• 1.2.3 自跟踪馈源概述15-17
• 1.3 研究工作的主要内容17-18
• 第二章 双频段自跟踪馈源方案的确定18-25
• 2.1 自跟踪天线系统的体制和原理18-22
• 2.1.1 单脉冲跟踪18-20
• 2.1.2 连续幅度敏感跟踪20-21
• 2.1.3 电子波束倾斜跟踪21-22
• 2.2 双频段自跟踪馈源方案确定22-24
• 2.2.1 Ku频段圆极化双模单脉冲馈源方案22-23
• 2.2.2 Ka频段圆极化双模单脉冲馈源方案23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 Ku/Ka圆极化多模单脉冲馈源25-53
• 3.1 Ku频段圆极化多模单脉冲馈源的设计25-41
• 3.1.1 圆锥多模喇叭的原理及设计25-32
• 3.1.2 TM_(01)模耦合器的设计32-38
• 3.1.3 Ku频段圆极化多模单脉冲馈源整体仿真38-41
• 3.2 Ka频段圆极化多模单脉冲馈源的设计41-52
• 3.2.1 介质杆喇叭的设计41-44
• 3.2.2 TE11模收发馈电结构的设计44-46
• 3.2.3 Ka频段带通滤波器原理及设计46-50
• 3.2.4 Ka频段圆极化多模单脉冲馈源整体仿真50-52
• 3.3 本章小结52-53
• 第四章 Ku/Ka双频段多模自跟踪馈源的设计53-65
• 4.1 双频段自跟踪馈源喇叭的设计53-57
• 4.2 Ku/Ka双频段和差模耦合57-58
• 4.2.1 Ku频段同轴波导TM_(01)/TE11和差模耦合及发射馈电57-58
• 4.2.2 Ka频段TM_(01)差模耦合及收发馈电58
• 4.3 双频段自跟踪馈源的整体仿真58-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 主要工作及总结65
• 5.2 工作展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71

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