【摘 要】
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本文介绍了一部Ku波段高增益高效率精密跟踪反射面天线,其中包括天线的设计方案、设计方法等.此天线具有频段高、频带宽、增益高、效率高、双圆极化及和差波束精密跟踪等特点,另外还有宽带成像要求.作者针对天线的高性能、多功能要求,在天线设计中,研制了高性能的宽带单口多模双圆极化单脉冲馈源,优化了反射面天线的基本参数,针对高效率和低副瓣要求对双反射面进行了赋形.由于采用了高刚度、重量轻的结构设计,保证了反射
【机 构】
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北京无线电测量研究所,北京,100854
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本文介绍了一部Ku波段高增益高效率精密跟踪反射面天线,其中包括天线的设计方案、设计方法等.此天线具有频段高、频带宽、增益高、效率高、双圆极化及和差波束精密跟踪等特点,另外还有宽带成像要求.作者针对天线的高性能、多功能要求,在天线设计中,研制了高性能的宽带单口多模双圆极化单脉冲馈源,优化了反射面天线的基本参数,针对高效率和低副瓣要求对双反射面进行了赋形.由于采用了高刚度、重量轻的结构设计,保证了反射面天线型面的高精度.通过精心设计和制造,实现了天线64dB的高增益要求,效率达到50％.优化设计的单口多模圆极化单脉冲馈源实现了12％的宽带要求.
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SKA是国际上即将建造的最大综合孔径射电望远镜,致力于回答人类认识宇宙的一些基本问题.SKA包括口径抛物面天线、中频孔径阵列和低频孔径阵列,其中中频孔径阵列工作频率0.4-1.4GHz,由250个直径约56米的密集阵组成.本文分析了荷兰射电天文研究院和英国曼彻斯特大学在中频孔径阵列天线方面的研究进展,详细介绍了中国电科38所为SKA中频孔径阵列天线的设计的两种天线阵列的方案和结果,以及子阵信号处理
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利用C波段雷达赋形天线反射面加装SSR天线,虽然产生的波束没有利用L波段或S波段雷达赋形天线反射面产生的那么理想,相比较加装阵列式的SSR天线,优点还是明显的.节省了空间,重量轻,重心低,成本低,效果也不错.方位面波束宽度8°,俯仰面波束宽度19°,俯仰面靠近地面时的斜率为1dB每度.
本文基于有相位梯度的单元,设计了可对垂直入射平面波聚焦的二维相位梯度超表面,并在其焦点处放置贴片天线,构成了高增益反射面天线.仿真结果表明,贴片天线辐射的球面波经超表面反射后得到了平面波,天线的增益达到20dB,比贴片天线提高了11.7dB.
本文设计了一3m×18m双频段抛物柱面天线系统,天线射频系统由3m×18m抛物柱面反射面,X/C波段馈源阵组成,通过控制馈源阵阵列单元的相位,以实现天线在方位面±2度的电扫需求.采用HFSS仿真软件对天线的性能进行仿真.仿真结果显示电扫性能可满足需求,栅瓣低于-15dB.
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