衛(wèi)星通信在現(xiàn)代社會中扮演著重要的角色,是現(xiàn)代信息社會組成部分中的重要一環(huán)。天線作為通信設備的接收和發(fā)射信號裝置,其性能的好壞關乎著整個設備的性能優(yōu)劣。對于反射面天線而言,饋源是核心部件,尤其是對于多頻段工作的反射面天線,其性能嚴重依賴于饋源的性能。為了實現(xiàn)更大的通信容量,多頻段饋源經(jīng)常被采用,本文就在設計多頻段饋源的基礎上,加上雙極化,使得通信容量再增大一倍,并采用了共口徑的喇叭形式。本文首先設計了一款環(huán)焦天線,并對該反射面天線的饋源進行了加工測試,其可在K/Ka雙頻段以圓極化方式工作,工作頻段為18.9GHz～19.1GHz和28.9GHz～29.1GHz。為了拓展通信容量,本文在該饋源指標的基礎上,將工作頻帶拓寬至19.7GHz～21.2GHz和29.5GHz～31GHz,并采用雙圓極化工作方式,理論上講通信容量拓寬了15倍。在設計雙頻雙極化饋源的過程中,為了克服雙極化所帶來的收發(fā)兩個頻段之間的匹配問題,提出了一種新型的OMT（正交模耦合器）結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)采用對稱的形式,減少了低頻段耦合結(jié)構(gòu)對高頻段的影響,實現(xiàn)了收發(fā)四個端口的反射系數(shù)在-15dB以下。為了克服由于雙圓極化饋源本身存在... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種超材料形式[3-5]

第一章引言3(a)電磁隱身演示(b)超材料吸收體的諧振單元圖1-2超材料的應用隨著微納加工制備技術不斷取得突破，超材料的發(fā)展經(jīng)歷了從三維到二維的轉(zhuǎn)變。2011年哈佛大學的Capasso等人提出了超表面(Metasurfaces)[13,14]，即二維超材料，如圖1-3所示。由于制造較易且吸收小，超表面在控制入射波和反射波的空間分布展現(xiàn)出了前所未有的優(yōu)勢。超表面在光學上是由亞波長共振單元構(gòu)成的薄平面陣列，其可以是周期性的排列方式，也可以是準周期排列方式甚至是非周期方式排列。超表面可以被設計用來改變散射場的振幅、相位、極化等電磁學性質(zhì)。常見的超表面如頻率選擇表面(FSS)、高阻表面(HIS)等。圖1-3超表面對于超表面，其單元組成形式多種多樣，但是有一些單元結(jié)構(gòu)是在相關研究領域常出現(xiàn)的，比如矩形單元、分裂諧振環(huán)(SRR)、耶路撒冷十字、蘑菇形結(jié)構(gòu)等[15-17]，以及他們的各種變形體。由于超材料是拿宏觀結(jié)構(gòu)周期排列來模擬微觀物質(zhì)，但其本質(zhì)和微觀物質(zhì)是不同的，所以超材料在表現(xiàn)出天然材料所不具備的特性時，是存在先決條件的，而目前以及提出的超材料結(jié)構(gòu)中，基本都是在某個特定的頻帶內(nèi)才能表現(xiàn)出其超材料特性，而大多數(shù)關于超材料的理論研究都還停留在理想條件。而對于超材料在饋源中的應用場景，可以根據(jù)超材料的特性進行分析。超材料主要在兩個方面和饋源有著相關性：一個是將超材料應用在喇叭上，以實現(xiàn)對喇叭口徑場的調(diào)控和糾正，比如用超材料對口徑場進行調(diào)相來代替拋物面反射器

第一章引言3(a)電磁隱身演示(b)超材料吸收體的諧振單元圖1-2超材料的應用隨著微納加工制備技術不斷取得突破，超材料的發(fā)展經(jīng)歷了從三維到二維的轉(zhuǎn)變。2011年哈佛大學的Capasso等人提出了超表面(Metasurfaces)[13,14]，即二維超材料，如圖1-3所示。由于制造較易且吸收小，超表面在控制入射波和反射波的空間分布展現(xiàn)出了前所未有的優(yōu)勢。超表面在光學上是由亞波長共振單元構(gòu)成的薄平面陣列，其可以是周期性的排列方式，也可以是準周期排列方式甚至是非周期方式排列。超表面可以被設計用來改變散射場的振幅、相位、極化等電磁學性質(zhì)。常見的超表面如頻率選擇表面(FSS)、高阻表面(HIS)等。圖1-3超表面對于超表面，其單元組成形式多種多樣，但是有一些單元結(jié)構(gòu)是在相關研究領域常出現(xiàn)的，比如矩形單元、分裂諧振環(huán)(SRR)、耶路撒冷十字、蘑菇形結(jié)構(gòu)等[15-17]，以及他們的各種變形體。由于超材料是拿宏觀結(jié)構(gòu)周期排列來模擬微觀物質(zhì)，但其本質(zhì)和微觀物質(zhì)是不同的，所以超材料在表現(xiàn)出天然材料所不具備的特性時，是存在先決條件的，而目前以及提出的超材料結(jié)構(gòu)中，基本都是在某個特定的頻帶內(nèi)才能表現(xiàn)出其超材料特性，而大多數(shù)關于超材料的理論研究都還停留在理想條件。而對于超材料在饋源中的應用場景，可以根據(jù)超材料的特性進行分析。超材料主要在兩個方面和饋源有著相關性：一個是將超材料應用在喇叭上，以實現(xiàn)對喇叭口徑場的調(diào)控和糾正，比如用超材料對口徑場進行調(diào)相來代替拋物面反射器

【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙饋源雙偏置結(jié)構(gòu)星載通信多波束天線[J]. 李建軍,尹鵬飛,趙現(xiàn)斌,張燕倪,王珂.  微波學報. 2018(04)
[2]基于阻抗超表面的高效率角錐喇叭饋源[J]. 何應然,劉磊,杜彪.  電波科學學報. 2018(03)
[3]多模式超高斯饋源的設計與分析[J]. 劉小明,于海洋,王海,俞俊生,陳曉東.  上海航天. 2018(02)
[4]一種改進型的橢圓波束卡塞格倫天線[J]. 陸曉家,李文鍇,何山紅.  中國電子科學研究院學報. 2018(02)
[5]Ka波段寬帶正交模耦合器設計[J]. 孫立杰,譚聯(lián)群,王進.  現(xiàn)代雷達. 2017(06)
[6]S/X/Ka三頻饋源設計及實現(xiàn)[J]. 王珂,王萬玉,毛偉,曹艷華,趙家順.  物聯(lián)網(wǎng)技術. 2017(05)
[7]衛(wèi)星便攜站饋源喇叭天線的研究和設計[J]. 吳迪,李長勇,鄭勇.  無線電通信技術. 2016(03)
[8]8mm波導螺釘圓極化器的設計與優(yōu)化[J]. 施陽,石志東,李銘祥,徐浩.  上海大學學報(自然科學版). 2007(02)
[9]環(huán)焦天線的性能分析與設計研究[J]. 王曉春,夏鵬.  裝備指揮技術學院學報. 2002(05)
[10]圓波導螺釘極化器的分析與設計[J]. 蘇麗萍.  微波與衛(wèi)星通信. 1999(03)

碩士論文
[1]一種車載賦形橢圓波束反射面天線設計[D]. 陸曉家.安徽工業(yè)大學 2018
[2]三頻段高性能收發(fā)共用饋源的研究與設計[D]. 趙涵.電子科技大學 2014
[3]Ku/Ka多頻段饋源的分析與設計[D]. 張玉珍.電子科技大學 2011
[4]消失模波導濾波器及正交模耦合器的設計[D]. 杜勇.電子科技大學 2011
[5]高性能雙頻段饋源的分析與設計[D]. 王卓.電子科技大學 2009



本文編號：3027671