基于波束波導(dǎo)的高功率微波天線的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、波束波導(dǎo)天線系統(tǒng)應(yīng)用于微波領(lǐng)域雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但還存在不足的地方：首先，在高功率方面應(yīng)用能力較差，饋源輻射出的電磁波經(jīng)波束波導(dǎo)傳輸后會(huì)出現(xiàn)波束聚焦現(xiàn)象，聚焦處電場(chǎng)強(qiáng)度較大,當(dāng)天線在大功率條件或大氣稀薄的星載環(huán)境下工作時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致放電現(xiàn)象；第二，整個(gè)天線系統(tǒng)的效率不夠理想，如何對(duì)饋源，波束波導(dǎo)，面天線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步的研究與探討。
　　對(duì)于饋源的研究主要集中在波紋圓錐喇叭和高斯模式匹配上。首先從現(xiàn)有的各種喇叭出發(fā)，利用已經(jīng)掌

2、握的HFSS等工具，設(shè)計(jì)出符合要求的喇叭天線。對(duì)波束波導(dǎo)的研究主要集中在減小能量在這個(gè)傳輸系統(tǒng)中的損失，還有對(duì)輻射場(chǎng)幅度及相位的優(yōu)化。波束波導(dǎo)主要從平面鏡的位置大小放置角度，曲面鏡的選擇和大小放置角度，對(duì)波束波導(dǎo)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。
　　目前為了提高天線的效率主要采用兩種途徑，（1）保持反射系統(tǒng)不變，使饋源方向圖最佳化，即采用高效率饋源，這種饋源的方向圖能比較均勻的照射主反射面，使漏掉的能量很小。（2）保持饋源方向圖不變，使反射系統(tǒng)最佳

3、化，即從給定的饋源方向圖出發(fā)，采用修正的卡塞格倫天線副反射面的方法，使主反射面口徑上得到均勻的照射來(lái)提高效率。
　　本文對(duì)于基于波束波導(dǎo)的反射面天線的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對(duì)于隔片型模式變換器進(jìn)行了考察，原有模式變換器應(yīng)用在本例當(dāng)中時(shí)會(huì)出現(xiàn)效率低于80％并且功率容量也比較低，經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算得出了解決辦法，以增加一個(gè)外層的方法來(lái)擴(kuò)大波導(dǎo)管進(jìn)而增加功率容量，并且提高模式變換的效率。在研究了高斯波束特性和原來(lái)設(shè)計(jì)中喇叭天線的輻射情況后，重