Q波段馈源网络的设计与研究

发布时间：2017-10-11 23:02

  本文关键词：Q波段馈源网络的设计与研究

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【摘要】：馈源网络是射电天文接收机的无源前端,其主要作用是接收、分离双圆极化信号以及为接收机定标,其电磁性能的好坏将直接影响射电望远镜的观测性能。上海65米天马望远镜是现亚洲最大的射电天文望远镜,配备8个频段(L/S/C/X/Ku/K/Ka/Q)的接收机,其中针对Q波段的宽带馈源网络的研制国内尚属首次。本文以上海65米天马射电望远镜的Q波段(35-50GHz)双波束致冷接收机作为应用背景,研制了应用于该射电望远镜的Q波段宽带馈源网络,主要部件包括基于圆波导定向耦合器的噪声注入结构、90。双壁波纹移相器、十字转门型正交模式转换器以及连接每个器件之间的转换接头：通过对各部分进行电磁机理的分析和结构的优化,解决了高频、宽带、双圆极化、高信噪比与加工工艺限制等技术难点。在工作频带(35-50GHz)的测试结果为：圆波导定向耦合器的耦合度为28dB+2dB、圆极化波的交叉极化隔离度高于35dB；90。双壁波纹移相器相移及平坦度为82.5。±50；十字转门型正交模式转换器输出端口隔离度高于32dB,交叉极化隔离度高于32dB；馈源网络的左右旋输出通道的矩形波导端口的反射系数低于-15dB,两个通道的隔离度好于20d1B,圆波导端口中各模式反射系数优于-13dB,两个通道的插入损耗为1.05dB±0.15dB。测试结果表明：本文设计的馈源网络在结构表面未镀金的情况下已经满足设计需求,达到预期目标,稍作优化修改即可用于上海65米天马射电望远镜的Q波段接收机。
【关键词】：馈源网络 噪声注入结构 圆极化器
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN851;TH751
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 馈源网络的发展现状10-13
• 1.3 论文的主要工作与内容安排13-17
• 第二章 馈源网络结构框架与功能17-25
• 2.1 馈源网络的主要技术指标与概念17-19
• 2.2 射电天文望远镜馈源网络的方案论证19-22
• 2.3 馈源网络的设计难点与设计指标22-25
• 第三章 噪声注入结构的设计与测试25-49
• 3.1 噪声注入结构的功能作用25-26
• 3.2 波导定向耦合器原理26-27
• 3.3 噪声注入结构的设计27-42
• 3.4 噪声注入结构的测试结果42-49
• 第四章 圆极化器的设计与测试49-69
• 4.1 圆极化器的组成结构选择49-50
• 4.2 90°移相器的设计50-54
• 4.3 90°移相器的测试结果54-57
• 4.4 正交模式转换器的设计57-60
• 4.5 正交模式转换器的测试结果60-65
• 4.6 圆极化器的电磁仿真结果65-69
• 第五章 馈源网络结构验证69-81
• 5.1 馈源网络中转接头的设计69-70
• 5.2 馈源网络的电磁仿真结果70-75
• 5.3 馈源网络的测试结果与分析75-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-88
• 作者简介88

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