本文關(guān)鍵詞：基于波束波導的高功率微波天線的研究與設(shè)計

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

【摘要】：波束波導天線系統(tǒng)應用于微波領(lǐng)域雖然有許多優(yōu)點,但還存在不足的地方:首先,在高功率方面應用能力較差,饋源輻射出的電磁波經(jīng)波束波導傳輸后會出現(xiàn)波束聚焦現(xiàn)象,聚焦處電場強度較大,當天線在大功率條件或大氣稀薄的星載環(huán)境下工作時,可能會導致放電現(xiàn)象;第二,整個天線系統(tǒng)的效率不夠理想,如何對饋源,波束波導,面天線進行優(yōu)化設(shè)計需要進一步的研究與探討。對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)計出符合要求的喇叭天線。對波束波導的研究主要集中在減小能量在這個傳輸系統(tǒng)中的損失,還有對輻射場幅度及相位的優(yōu)化。波束波導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,對波束波導進行研究設(shè)計。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提高效率。本文對于基于波束波導的反射面天線的整個系統(tǒng)進行了研究,對于隔片型模式變換器進行了考察,原有模式變換器應用在本例當中時會出現(xiàn)效率低于80%并且功率容量也比較低,經(jīng)過分析和計算得出了解決辦法,以增加一個外層的方法來擴大波導管進而增加功率容量,并且提高模式變換的效率。在研究了高斯波束特性和原來設(shè)計中喇叭天線的輻射情況后,重新設(shè)計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,輻射出的波束呈標準的聚束傳播模式,非常適合應用于波束波導天線中。重新設(shè)計了波束波導,從波束波導中的電場分布來看,效果非常好。最后以幾何光學的方法分析了雙拋物面的修正過程,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 模式變換 雙模喇叭 相位中心 反射面天線
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 波束波導天線系統(tǒng)的構(gòu)成及優(yōu)點19-20
• 第三章 TM01-TE11模式變換器的研究設(shè)計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22-23
• 3.3 對模式變換器進行改進23-25
• 3.4 總結(jié)25-26
• 第四章 喇叭天線的設(shè)計及相位中心的確定26-36
• 4.1 波束波導對喇叭天線的要求26
• 4.2 高斯饋源的設(shè)計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 波束波導的設(shè)計36-41
• 5.1 波束波導中不同反射鏡的作用分析36-37
• 5.2 三鏡面波束波導設(shè)計仿真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與出射場關(guān)系45-50
• 6.5 雙反射面修正對效率的提升50-52
• 6.6 總結(jié)52-53
• 第七章 波束波導天線系統(tǒng)整體設(shè)計仿真53-63
• 7.1 原有波束波導天線系統(tǒng)分析53-55
• 7.2 整體系統(tǒng)設(shè)計和仿真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65-68
• 攻讀碩士期間獲得成果68-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張信歌;李少甫;李波;鄧淵;李雅楠;王蘭蘭;;圓波導TM_(01)-TE_(11)模式變換器[J];強激光與粒子束;2014年08期

2 宗顯政;聶在平;青滔;何十全;宋乃濤;;模式匹配與積分方程在HPM模擬中的應用[J];強激光與粒子束;2014年06期

3 段玉虎;;波束波導饋電系統(tǒng)在深空探測天線應用中的關(guān)鍵技術(shù)研究[J];飛行器測控學報;2014年03期

4 常偉;張登玉;張宗兵;魏增飛;;高斯波束傳播特性研究[J];衡陽師范學院學報;2013年03期

5 陳鑫;屈勁;潘文武;余川;陳世韜;施美友;;毫米波賦形偏饋雙反射面天線技術(shù)[J];紅外與毫米波學報;2012年01期

6 張超;;高功率饋源設(shè)計研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2012年01期

7 青滔;聶在平;宗顯政;;波束波導電磁傳輸問題的積分方程數(shù)值解[J];信息與電子工程;2011年05期

8 秋實;劉國治;焦永昌;黃文華;侯青;;三鏡波束波導在高功率微波天線中的應用[J];強激光與粒子束;2010年01期

9 林巖;;一種尋求卡塞格倫天線最佳口徑分布的方法[J];兵工學報;2010年01期

10 龔云峰;謝擁軍;岳亮;王元源;;高功率近場卡塞格倫天線的設(shè)計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年13期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 青滔;波束波導電磁傳輸和輻射理論建模與高效算法研究[D];電子科技大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 唐世榮;同軸式圓波導TM_（01）-TE_（11）模式變換器的研究[D];電子科技大學;2008年

，

本文編號：1044107