一種新型寬頻帶雙極化饋源的設(shè)計(jì)
摘 要:高效率的寬頻帶饋源可以大大減少饋源數(shù)量,減小天線口徑,在天線工程中應(yīng)用很廣。采用正方形振子形式設(shè)計(jì)的新型寬頻帶雙極化饋源,與傳統(tǒng)饋源相比,該饋源具有頻帶寬、體積小以及波束等化好等優(yōu)點(diǎn)。首先給出了這種饋源的幾何結(jié)構(gòu)和腔體理論分析,并對(duì)這種饋源反射腔的幾種不同結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了對(duì)比分析,分析結(jié)果表明采用圓形反射腔形式是最佳選擇。對(duì)比仿真分析和理論計(jì)算結(jié)果,兩者非常吻合,驗(yàn)證了理論分析的正確性。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/156631.htm0 引言
由于天文觀測(cè)的特殊需求,迫切需要高性能、小型化的寬頻帶饋源,以實(shí)現(xiàn)饋源陣的緊密排列,并保證系統(tǒng)具有優(yōu)良的信噪比性能。對(duì)于具有反射腔的振子饋源,增加振子的寬度能夠達(dá)到展寬頻帶的目的。通過(guò)選擇形狀不同于常規(guī)振子的新型振子,根據(jù)頻率及頻帶寬帶要求優(yōu)化振子尺寸及間距等參數(shù),選擇最優(yōu)的饋電方式,最終設(shè)計(jì)出滿足寬帶要求的高性能饋源。
1 新型饋源提出
根據(jù)某工程需要,觀測(cè)頻率初步設(shè)定為0. 5 ~1. 2 GHz,天線方案選為柱形拋物面天線,饋源為半波長(zhǎng)間距的線陣,柱形拋物面的焦徑比f(wàn) / D 選為0. 4。傳統(tǒng)饋源由于其頻帶窄、尺寸大且波束等化不好等因素不能滿足設(shè)計(jì)要求,基于此提出了一種新型寬頻帶饋源,通過(guò)將振子形狀設(shè)計(jì)為正方形以最大限度的展寬頻帶,其尺寸約為0. 33 λc (λc 為中心頻率所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)),該設(shè)計(jì)能滿足寬頻帶、小型化的需求。對(duì)2 個(gè)振子分別交叉饋電能滿足雙極化的要求,該饋源的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。
圖1 新型饋源結(jié)構(gòu)外形圖
2 理論分析
腔體中的場(chǎng)是波導(dǎo)模Fourier 變換的和,腔體敞開端的繞射和耦合效應(yīng)可忽略不計(jì)。在開口腔體輻射器的理論分析中,波導(dǎo)激勵(lì)理論用來(lái)計(jì)算由腔體激勵(lì)器激勵(lì)的標(biāo)準(zhǔn)模。接著由孔徑場(chǎng)計(jì)算輻射場(chǎng)。
第q 個(gè)模的孔徑場(chǎng)Eθq和Hφq產(chǎn)生的總輻射場(chǎng)( Erq ) 由下式得到:
式中:
式中:
式中,是包圍電流源Ja的體積分,是腔體截面(CS) 上的面積分。
式中,ζ0 和Zq 分別是自由空間和第q 個(gè)波導(dǎo)模的波阻抗,第q 個(gè)TE 或TM 波導(dǎo)模的特征值是kcq。
評(píng)論