射電天文望遠(yuǎn)鏡中極化系統(tǒng)一般由極化器、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、耦合器等幾部分組成,為了獲取最高限度的系統(tǒng)靈敏度,極化系統(tǒng)在射電天文低溫接收機(jī)中會(huì)置于低溫真空杜瓦20K溫區(qū),使其對(duì)接收機(jī)噪聲溫度的貢獻(xiàn)降到最低。極化系統(tǒng)是射電天文接收機(jī)的無(wú)源前端,它的主要作用是分離雙圓極化信號(hào)以及為接收機(jī)定標(biāo),所以極化系統(tǒng)的電磁性能好壞對(duì)接收機(jī)的性能至關(guān)重要。傳統(tǒng)射電望遠(yuǎn)鏡X波段低溫接收機(jī)均使用分立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),極化器、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器、耦合器均分開制作或購(gòu)買,安裝時(shí)使用轉(zhuǎn)接口和同軸線相互連接,不僅體積大、費(fèi)用高而且還具有較高的損耗。本文通過(guò)對(duì)極化系統(tǒng)的深入研究設(shè)計(jì)了兩種基于隔板結(jié)構(gòu)的X波段（8-9GHz）極化器、耦合器和波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器一體化結(jié)構(gòu),該設(shè)計(jì)既實(shí)現(xiàn)了極化器的線圓轉(zhuǎn)換功能又實(shí)現(xiàn)了30dB噪聲耦合。同時(shí)一體化設(shè)計(jì)進(jìn)一步減小了無(wú)源器件之間的級(jí)聯(lián),使低溫低噪聲放大器之前的饋源網(wǎng)絡(luò)插入損耗進(jìn)一步降低,提升了射電望遠(yuǎn)鏡的接收靈敏度。所設(shè)計(jì)的一體化極化系統(tǒng)所加工的實(shí)物大小為:100×70×60mm,重量為:0.45 Kg。實(shí)物測(cè)試結(jié)果為:左、右旋SMA輸出端口反射系數(shù)均小于-23dB,隔離度優(yōu)于28dB;耦合器耦合度為3... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

饋源網(wǎng)絡(luò)示意圖

電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論2圖 1.1 饋源網(wǎng)絡(luò)示意圖1.2 極化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀現(xiàn)今歐洲、美國(guó)、澳大利亞等地的射電天文研究均領(lǐng)先國(guó)內(nèi)，無(wú)論是在接收機(jī)、饋源網(wǎng)絡(luò)、極化系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)上均有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，國(guó)際上射電天文接收機(jī)的主流設(shè)計(jì)是采用致冷接收技術(shù)的超低溫接收機(jī)，致冷接收技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均應(yīng)用較為廣泛，其設(shè)計(jì)時(shí)主要將接收機(jī)的饋源網(wǎng)絡(luò)（Feed Network）與低噪聲放大器（Low Noise Amplifer，LNA）置于超低溫平臺(tái)上進(jìn)行工作，普遍使用氦氣作為制冷劑將平臺(tái)的溫度降到 20K 以下，從而增加系統(tǒng)靈敏度并降低熱噪聲溫度；在致冷接收技術(shù)的基礎(chǔ)上根據(jù)饋源網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)除了常規(guī)結(jié)構(gòu)外，現(xiàn)在較為熱門的研究設(shè)計(jì)方向?yàn)樗募估冉邮占夹g(shù)和多波束接收技術(shù)，四脊喇叭接收技術(shù)一般適用于線極化波接收系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是帶寬非常寬，國(guó)內(nèi)外的許多團(tuán)隊(duì)都在研究將四脊喇叭、耦合器與低噪聲放大器共同置于低溫杜瓦中的設(shè)計(jì)方案，但這種設(shè)計(jì)對(duì)窗口材料、隔熱設(shè)計(jì)與喇叭性能都提出了非常高的要求；多波束接收技術(shù)中，由于一個(gè)接收機(jī)中需要放置多套饋源裝置，這就對(duì)饋源網(wǎng)絡(luò)的整體體積提出了限制，多適用于高頻段饋源體積較小的設(shè)計(jì)中；在這些主流設(shè)計(jì)中，無(wú)論哪一種設(shè)計(jì)方案，均對(duì)接收機(jī)無(wú)源前端結(jié)構(gòu)和性能提出了較高要求。一般來(lái)說(shuō)，饋電網(wǎng)絡(luò)極化系統(tǒng)通常由極化器、耦合器、波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換器組成。由于極化系統(tǒng)包含了接收機(jī)內(nèi)除饋源喇叭外幾乎全部的無(wú)源前端，所以極化系統(tǒng)在整個(gè)饋源網(wǎng)絡(luò)中起著非常關(guān)鍵的作用。極化器常用的幾種實(shí)現(xiàn)方式有：○1 移相器（Phase Shifter）+正交模式轉(zhuǎn)換器（OMT）的組合，適用于寬帶圓極化接收系統(tǒng)；○2 直接采用隔板極化器（SeptumPolarizer），適用于窄帶圓極化接收系統(tǒng)；○3 正交模式轉(zhuǎn)換器（OMT），適用于線極化接收系統(tǒng)；根據(jù)應(yīng)用的頻率范圍、觀測(cè)?

圖 2.1.1 線極化垂直分量 有著相同的振幅并且相位差= = , 代入公式得：= ě( ) = ě ( ) √ = (常數(shù)) 下式?jīng)Q定：= = ( ) 即： = 看出，合成電場(chǎng)的強(qiáng)度 是一個(gè)定值，個(gè)變化的值，以角速度 隨時(shí)間不斷旋

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]隔板式圓極化器的MM/FE法分析[J]. 王家齊,甄蜀春.  現(xiàn)代雷達(dá). 2001(04)
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本文編號(hào)：3471460