馈源喇叭天线的研究

论文摘要

本文研究和设计了工作于Ka波段的大张角稀槽波纹圆锥喇叭天线,工作于Ku波段的轴向槽波纹圆锥喇叭天线和工作于Ku波段的组合模双模波纹圆锥喇叭天线,它们可以作为小型高效率反射面天线馈源系统的重要组成部分,应用于通信领域。本文首先介绍了一般喇叭天线的理论基础,包括喇叭天线的形成,组成部分以及求解喇叭辐射场的一般方法。其后又分别介绍了波纹圆锥喇叭天线和组合模多模喇叭天线的基本理论,包括它们的结构概述,传播特性以及辐射场的计算等。然后逐步分析了波纹圆锥喇叭和多模喇叭天线最基本的参数设计方法。紧随其后,阐述了Ka波段大张角稀槽波纹圆锥喇叭和Ku波段轴向槽波纹圆锥喇叭天线的各个参数的选择、最终尺寸图的确定、仿真和测试结果等。结果表明这两种喇叭天线均能够满足设计的要求,达到了良好的效果。在Ku波段组合模多模喇叭的设计中,本文设计了一种引入特定的高次模来消除单偏置反射面天线系统中由于结构的不对称性而引起的交叉极化水平上升现象的双模波纹圆锥喇叭天线,并且给出了这种喇叭天线的结构尺寸和各项参数的仿真结果。结果表明该喇叭天线基本上满足设计的要求,降低了交叉极化水平。最后对全文的工作加以总结并附上参考文献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 天线的发展与意义
• 1.2 喇叭天线的发展和意义
• 1.3 Ku/Ka 波段通信系统
• 1.4 本文的内容安排
• 第二章 喇叭天线的基本理论
• 2.1 喇叭天线概述
• 2.1.1 喇叭天线的一般分析方法
• 2.1.2 喇叭天线的辐射场
• 2.1.3 喇叭天线的相位中心
• 2.2 波纹圆锥喇叭馈源
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 波纹圆锥喇叭的传播特性
• 2.2.3 波纹圆锥喇叭的辐射场
• 2.2.4 一般波纹喇叭的设计过程
• 2.3 组合模多模圆锥喇叭馈源
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 多模喇叭的激励装置
• 2.3.3 多模喇叭的理论基础和辐射场
• 2.3.4 关于模比和移相量
• 第三章 Ka 波段大张角稀槽波纹圆锥喇叭的设计
• 3.1 Ka 波段喇叭馈源的设计指标
• 3.2 Ka 波段喇叭天线的设计步骤
• 3.2.1 喇叭形式的选择
• 3.2.2 Ka 波段大张角稀槽波纹圆锥喇叭的参数选择
• 3.3 Ka 波段大张角稀槽波纹圆锥喇叭的仿真结果
• 3.4 Ka 波段大张角稀槽波纹圆锥喇叭的测试结果
• 3.5 小结
• 第四章 Ku波段轴向槽波纹圆锥喇叭的设计
• 4.1 Ku 波段喇叭馈源的设计指标
• 4.2 Ku 波段喇叭天线的参数选择
• 4.2.1 喇叭形式的选择
• 4.2.2 Ku 波段轴向槽波纹圆锥喇叭的设计步骤
• 4.3 Ku 波段轴向槽波纹圆锥喇叭的仿真结果
• 4.4 Ku 波段轴向槽波纹圆锥喇叭的测试结果
• 4.5 小结
• 第五章 改善偏置抛物面天线的Ku波段双模圆锥喇叭的设计
• 5.1 引入TE21/HE21 模改善单偏置抛物面天线交叉极化的工作原理
• 5.1.1 单偏置抛物面天线的焦平面场
• 5.1.2 引入TE21/HE21 模消除不对称性引起的交叉极化的工作原理
• 5.2 Ku 波段双模波纹圆锥喇叭天线的参数选择
• 5.2.1 双模波纹圆锥喇叭天线的结构
• 5.2.2 双模波纹圆锥喇叭天线的参数选择
• 5.3 Ku 波段双模波纹喇叭天线的仿真分析
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果