隨著射電天文技術(shù)的發(fā)展,人們對于天線提出了更寬頻帶和更高效率的應(yīng)用需求,這就需要研發(fā)出頻帶更寬的饋源。四脊喇叭饋源有著饋電簡單、波束可控和寬帶高效率的優(yōu)勢,成為當(dāng)前超寬帶饋源研究的熱點(diǎn)。然而四脊喇叭饋源在高頻區(qū)存在著波束寬度變窄,天線口徑效率下降的問題,導(dǎo)致其工作帶寬很難超過7:1。本文針對該問題提出將介質(zhì)棒加載到四脊喇叭饋源中央,以匯聚高頻能量,減小高頻區(qū)的輻射口徑,展寬高頻區(qū)輻射的波束寬度,提高高頻區(qū)天線的口徑效率,拓寬工作帶寬。具體研究工作內(nèi)容如下:（1）分析推導(dǎo)了介質(zhì)波導(dǎo)內(nèi)部的場分布與模式,并將介質(zhì)加載于圓波導(dǎo)內(nèi),求解了頻率和介質(zhì)半徑變化對于介質(zhì)中能量的影響,證明了利用介質(zhì)加載方法,能夠?qū)⒛芰烤奂诩虞d介質(zhì)中這一方案的可行性。（2）以四脊喇叭和介質(zhì)加載四脊喇叭初始模型為基礎(chǔ),開展了各幾何參數(shù)對于四脊喇叭饋源傳輸和輻射特性影響的研究,給出了四脊喇叭和介質(zhì)加載初始參數(shù)的選取原則,為介質(zhì)加載四脊喇叭饋源的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。（3）給出了介質(zhì)加載四脊喇叭饋源的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)步驟,并完成了單層介質(zhì)加載和雙層介質(zhì)加載兩款四脊喇叭饋源的設(shè)計(jì)。單層介質(zhì)加載四脊喇叭饋源在1.5-15GHz工作頻帶內(nèi)... 

【文章來源】：中國電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?口面介質(zhì)加載四脊喇叭實(shí)物?圖１．２喃１叭壁賦形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人對喇機(jī)壁內(nèi)壁賦形，設(shè)計(jì)了?２－１２ＧＨｚ的四脊??

圖１．１?口面介質(zhì)加載四脊喇叭實(shí)物?圖１．２喃１叭壁賦形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人對喇機(jī)壁內(nèi)壁賦形，設(shè)計(jì)了?２－１２ＧＨｚ的四脊??喇叭［２３］，如圖１．２所示。該四脊喇叭饋源在工作頻帶內(nèi)電壓駐波比優(yōu)于２：１，Ｅ??面和Ｄ面（４５°面）波束寬度基本恒定，Ｈ面變化較大。照射焦徑比為０．４６的??單反射面天線時(shí)，天線口徑效率均高于５０％。??２０１３－２０１６年，南非ＴｈｅｕｎｉｓＳ．?Ｂｅｕｋｍａｎ等人先后發(fā)表多篇論文ｐ６＿２９］，他們??設(shè)計(jì)的四脊喇叭采用四端口饋電，喇叭壁用指數(shù)曲線進(jìn)行賦形，如圖１．３所示。??并對四脊喇叭口面場進(jìn)行模式分析，得出喇叭各頻率的模比以及各尺寸下截止頻??率，最終在２－１２ＧＨＺ下，照射雙反射面天線，天線口徑效率不低于５０％。??２０１５年，Ａ．?Ｄｕｎｎｉｎｇ等人設(shè)計(jì)了一款新型四脊喇叭饋源［３Ｑ］，如圖１．４所示。??其結(jié)構(gòu)米用四脊喇Ｂ八外部加載法蘭盤，中央加載了三層介質(zhì)棒。該四脊喃１隊(duì)饋源??在０＿７－４．２ＧＨｚ內(nèi)，電壓駐波比優(yōu)于２：１，照射焦徑比為０．５６的單反射面天線時(shí)，??天線口徑效率均高于７０％。??

圖１．１?口面介質(zhì)加載四脊喇叭實(shí)物?圖１．２喃１叭壁賦形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人對喇機(jī)壁內(nèi)壁賦形，設(shè)計(jì)了?２－１２ＧＨｚ的四脊??喇叭［２３］，如圖１．２所示。該四脊喇叭饋源在工作頻帶內(nèi)電壓駐波比優(yōu)于２：１，Ｅ??面和Ｄ面（４５°面）波束寬度基本恒定，Ｈ面變化較大。照射焦徑比為０．４６的??單反射面天線時(shí)，天線口徑效率均高于５０％。??２０１３－２０１６年，南非ＴｈｅｕｎｉｓＳ．?Ｂｅｕｋｍａｎ等人先后發(fā)表多篇論文ｐ６＿２９］，他們??設(shè)計(jì)的四脊喇叭采用四端口饋電，喇叭壁用指數(shù)曲線進(jìn)行賦形，如圖１．３所示。??并對四脊喇叭口面場進(jìn)行模式分析，得出喇叭各頻率的模比以及各尺寸下截止頻??率，最終在２－１２ＧＨＺ下，照射雙反射面天線，天線口徑效率不低于５０％。??２０１５年，Ａ．?Ｄｕｎｎｉｎｇ等人設(shè)計(jì)了一款新型四脊喇叭饋源［３Ｑ］，如圖１．４所示。??其結(jié)構(gòu)米用四脊喇Ｂ八外部加載法蘭盤，中央加載了三層介質(zhì)棒。該四脊喃１隊(duì)饋源??在０＿７－４．２ＧＨｚ內(nèi)，電壓駐波比優(yōu)于２：１，照射焦徑比為０．５６的單反射面天線時(shí)，??天線口徑效率均高于７０％。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]持續(xù)參與世界最大綜合孔徑望遠(yuǎn)鏡SKA國際合作[J]. 彭勃,金乘進(jìn),杜彪,秦波,鄭元鵬,盧雨,梁贊明,徐海光,趙公博,田文武,劉國璽,周建寨,馮貞國,師民祥,張一凡,金超,閆豐,伍洋,劉鴻飛,安濤,顧俊驊,牛傳峰,耿京朝,朱巖,朱凱,于京龍,柴曉明,張立民,張翔,李婧楠,李碩,劉麗佳.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2012(12)
[8]寬帶雙極化四脊圓喇叭天線的分析與設(shè)計(jì)[J]. 李彬,楊勇.  信息與電子工程. 2011(02)



本文編號：3496027