本文關(guān)鍵詞：基于波束波導(dǎo)的高功率微波天線的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 波束波導(dǎo) 模式變換 雙模喇叭 相位中心 反射面天線

【摘要】：波束波導(dǎo)天線系統(tǒng)應(yīng)用于微波領(lǐng)域雖然有許多優(yōu)點(diǎn),但還存在不足的地方:首先,在高功率方面應(yīng)用能力較差,饋源輻射出的電磁波經(jīng)波束波導(dǎo)傳輸后會(huì)出現(xiàn)波束聚焦現(xiàn)象,聚焦處電場(chǎng)強(qiáng)度較大,當(dāng)天線在大功率條件或大氣稀薄的星載環(huán)境下工作時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致放電現(xiàn)象;第二,整個(gè)天線系統(tǒng)的效率不夠理想,如何對(duì)饋源,波束波導(dǎo),面天線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步的研究與探討。對(duì)于饋源的研究主要集中在波紋圓錐喇叭和高斯模式匹配上。首先從現(xiàn)有的各種喇叭出發(fā),利用已經(jīng)掌握的HFSS等工具,設(shè)計(jì)出符合要求的喇叭天線。對(duì)波束波導(dǎo)的研究主要集中在減小能量在這個(gè)傳輸系統(tǒng)中的損失,還有對(duì)輻射場(chǎng)幅度及相位的優(yōu)化。波束波導(dǎo)主要從平面鏡的位置大小放置角度,曲面鏡的選擇和大小放置角度,對(duì)波束波導(dǎo)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。目前為了提高天線的效率主要采用兩種途徑,(1)保持反射系統(tǒng)不變,使饋源方向圖最佳化,即采用高效率饋源,這種饋源的方向圖能比較均勻的照射主反射面,使漏掉的能量很小。(2)保持饋源方向圖不變,使反射系統(tǒng)最佳化,即從給定的饋源方向圖出發(fā),采用修正的卡塞格倫天線副反射面的方法,使主反射面口徑上得到均勻的照射來(lái)提高效率。本文對(duì)于基于波束波導(dǎo)的反射面天線的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究,對(duì)于隔片型模式變換器進(jìn)行了考察,原有模式變換器應(yīng)用在本例當(dāng)中時(shí)會(huì)出現(xiàn)效率低于80%并且功率容量也比較低,經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算得出了解決辦法,以增加一個(gè)外層的方法來(lái)擴(kuò)大波導(dǎo)管進(jìn)而增加功率容量,并且提高模式變換的效率。在研究了高斯波束特性和原來(lái)設(shè)計(jì)中喇叭天線的輻射情況后,重新設(shè)計(jì)了階梯型雙模圓錐喇叭,該喇叭符合尺寸要求,并且相位中心明確,高斯基模耦合效率高,輻射出的波束呈標(biāo)準(zhǔn)的聚束傳播模式,非常適合應(yīng)用于波束波導(dǎo)天線中。重新設(shè)計(jì)了波束波導(dǎo),從波束波導(dǎo)中的電場(chǎng)分布來(lái)看,效果非常好。最后以幾何光學(xué)的方法分析了雙拋物面的修正過(guò)程,使用Mathematica9.0編程,得出修正曲線,修正后的雙反射面天線的口徑效率得到大幅提高并且避免了副面遮擋。
【關(guān)鍵詞】：波束波導(dǎo) 模式變換 雙模喇叭 相位中心 反射面天線
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN822
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.2 主要工作和貢獻(xiàn)13-14
• 1.3 主要內(nèi)容及安排14-15
• 第二章 基本理論15-20
• 2.1 基本理論15-19
• 2.1.1 高斯波束理論及高斯基模耦合理論15-16
• 2.1.2 高頻分析法16-19
• 2.2 波束波導(dǎo)天線系統(tǒng)的構(gòu)成及優(yōu)點(diǎn)19-20
• 第三章 TM01-TE11模式變換器的研究設(shè)計(jì)20-26
• 3.1 模式變換器的基本原理20-22
• 3.2 模式變換器的設(shè)計(jì)22-23
• 3.3 對(duì)模式變換器進(jìn)行改進(jìn)23-25
• 3.4 總結(jié)25-26
• 第四章 喇叭天線的設(shè)計(jì)及相位中心的確定26-36
• 4.1 波束波導(dǎo)對(duì)喇叭天線的要求26
• 4.2 高斯饋源的設(shè)計(jì)26-34
• 4.2.1 波紋TE11-HE11模式變換器26-31
• 4.2.2 雙模喇叭31-34
• 4.3 喇叭相位中心的確定34-35
• 4.4 總結(jié)35-36
• 第五章 波束波導(dǎo)的設(shè)計(jì)36-41
• 5.1 波束波導(dǎo)中不同反射鏡的作用分析36-37
• 5.2 三鏡面波束波導(dǎo)設(shè)計(jì)仿真37-40
• 5.3 總結(jié)40-41
• 第六章 雙反射面天線的修正41-53
• 6.1 雙反射面天線簡(jiǎn)介41-42
• 6.2 雙拋物面天線原理42-43
• 6.3 雙反射面天線修正三原則43-45
• 6.4 雙反射面天線入射場(chǎng)與出射場(chǎng)關(guān)系45-50
• 6.5 雙反射面修正對(duì)效率的提升50-52
• 6.6 總結(jié)52-53
• 第七章 波束波導(dǎo)天線系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)仿真53-63
• 7.1 原有波束波導(dǎo)天線系統(tǒng)分析53-55
• 7.2 整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真55-62
• 7.3 總結(jié)62-63
• 第八章 總結(jié)與展望63-64
• 8.1 本文工作總結(jié)63
• 8.2 后續(xù)及展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士期間獲得成果68-69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1044107