网状反射面结构形式对天线电性能的影响分析

论文摘要

目前,网状反射面天线被广泛应用于卫星通信的宇宙飞船、遥感和VLBI中。由于这种网面天线采用了金属丝编织的结构,它具有抗风能力强、重量轻、弹性好、可展开以减小在发射过程中的装载空间等特点,所以经常被用作为空间飞行器的天线的反射面。由于编织这种网状天线价格昂贵,生产难度大,制作时间长,因此对不同的编织结构形式进行电性能分析尤其重要。本文根据网状平面以及曲面网状反射面,研究了它们的表面感应电流的计算分析模型。以偏置网状反射面天线为研究对象,建立了矩形、三角形、平行四边形、菱形、六边形编织结构形式的网孔等效模型;考虑到FEKO软件对于建模的限制,根据不同的网面编织结构形式,采用了对实体偏置抛物面天线的中心区域挖孔的建模方式;为了对这些不同网孔形式等效模型的电性能进行更合理的比较,建模时使这些编织结构形式的等效模型具有面积相同的单个网孔以及网状反射面积;采用了辐射线极化波的角锥喇叭天线作为偏置网状反射面天线等效模型的馈源,运用FEKO软件对其进行了电性能仿真分析,通过比较得出了横菱形网孔结构形式的反射面天线具有主瓣电平最高,副瓣电平最低的特点,因而具有比较好的电性能,相反,竖菱形网孔则具有较差的电性能;采用了辐射右旋圆极化波的端射式螺旋天线作为各种编织结构形式的偏置网状反射面天线等效模型的馈源,通过FEKO软件对其进行了电性能仿真分析,比较得出了横菱形网孔的反射面结构形式具有较高的主极化电平和较低的交叉极化电平,因而具有较好的电性能,而平行四边形和竖菱形的网状反射面结构形式主极化电平较低,交叉极化电平较高,因而电性能较差。不同的编织结构对于网状天线的电性能有很大影响,通过选择合适的编织方式来建造满足实际电性能要求的天线具有重要的意义。本文在网状反射面的等效模型的建立以及仿真作了尝试,为实际应用中选择合适的网状编织结构形式奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 网状反射面天线研究背景以及研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 网状反射面天线编织结构形式的研究意义
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 网状反射面天线电性能指标以及研究方法
• 2.1 反射面天线电性能指标
• 2.1.1 效率
• 2.1.2 方向图、主瓣宽度与旁瓣电平
• 2.1.3 方向系数
• 2.1.4 增益
• 2.1.5 极化
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 矩量法（MOM）
• 2.2.2 物理光学法（PO）
• 第三章 网状反射面天线编织结构及模型建立
• 3.1 网状抛物面天线编织结构及工艺
• 3.2 偏置网状反射面天线分析模型的建立
• 3.3 网状反射面电性能的计算分析模型
• 3.3.1 网状平面的感应电流
• 3.3.2 网状曲面反射面的感应电流
• 3.4 本章小结
• 第四章 网状反射面天线电性能的仿真分析
• 4.1 FEKO 软件介绍
• 4.1.1 软件概况
• 4.1.2 FEKO 应用领域
• 4.1.3 本文中FEKO 的应用
• 4.2 分析计算结果
• 4.2.1 线极化馈源分析计算结果
• 4.2.2 圆极化馈源分析计算结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文的主要工作和结论
• 5.2 进一步的工作和展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果