隨著射電天文技術的發(fā)展,人們對于天線提出了更寬頻帶和更高效率的應用需求,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,成為當前超寬帶饋源研究的熱點。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,導致其工作帶寬很難超過7:1。本文針對該問題提出將介質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。具體研究工作內容如下:（1）分析推導了介質波導內部的場分布與模式,并將介質加載于圓波導內,求解了頻率和介質半徑變化對于介質中能量的影響,證明了利用介質加載方法,能夠將能量聚集于加載介質中這一方案的可行性。（2）以四脊喇叭和介質加載四脊喇叭初始模型為基礎,開展了各幾何參數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加載初始參數的選取原則,為介質加載四脊喇叭饋源的設計提供了依據。（3）給出了介質加載四脊喇叭饋源的設計思路和設計步驟,并完成了單層介質加載和雙層介質加載兩款四脊喇叭饋源的設計。單層介質加載四脊喇叭饋源在1.5-15GHz工作頻帶內... 

【文章來源】：中國電子科技集團公司電子科學研究院北京市

【文章頁數】：103 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?口面介質加載四脊喇叭實物?圖１．２喃１叭壁賦形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人對喇機壁內壁賦形，設計了?２－１２ＧＨｚ的四脊??

圖１．１?口面介質加載四脊喇叭實物?圖１．２喃１叭壁賦形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人對喇機壁內壁賦形，設計了?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，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??設計的四脊喇叭采用四端口饋電，喇叭壁用指數曲線進行賦形，如圖１．３所示。??并對四脊喇叭口面場進行模式分析，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等人設計了一款新型四脊喇叭饋源［３Ｑ］，如圖１．４所示。??其結構米用四脊喇Ｂ八外部加載法蘭盤，中央加載了三層介質棒。該四脊喃１隊饋源??在０＿７－４．２ＧＨｚ內，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，??天線口徑效率均高于７０％。??

圖１．１?口面介質加載四脊喇叭實物?圖１．２喃１叭壁賦形的四脊喇叭模型??２０１３年，Ａｈｍｅｄ?Ａｋｇｉｒａｙ等人對喇機壁內壁賦形，設計了?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，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??設計的四脊喇叭采用四端口饋電，喇叭壁用指數曲線進行賦形，如圖１．３所示。??并對四脊喇叭口面場進行模式分析，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等人設計了一款新型四脊喇叭饋源［３Ｑ］，如圖１．４所示。??其結構米用四脊喇Ｂ八外部加載法蘭盤，中央加載了三層介質棒。該四脊喃１隊饋源??在０＿７－４．２ＧＨｚ內，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，??天線口徑效率均高于７０％。??

【參考文獻】：
期刊論文
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[6]寬帶、雙極化四脊喇叭饋源研究[J]. 高喜,李思敏,劉揚清,于新華,姜彥南.  電波科學學報. 2013(02)
[7]持續(xù)參與世界最大綜合孔徑望遠鏡SKA國際合作[J]. 彭勃,金乘進,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:物理學 力學 天文學. 2012(12)
[8]寬帶雙極化四脊圓喇叭天線的分析與設計[J]. 李彬,楊勇.  信息與電子工程. 2011(02)



本文編號：3496027