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X波段宽带圆极化馈源设计

作　者: 简荣华
导　师: 李彪
学　校: 中国工程物理研究院
专　业: 无线电物理
关键词: 混合模介质加载喇叭折线栅宽带圆极化器传输参数矩阵模式搜索
分类号: TN821
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 218次
引　用: 1次
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内容摘要

本文用分离变量法求解波动方程，推导出介质加载喇叭的矢量位，进而对混合模介质加载圆波导内场进行分析，并由此得到小张角介质加载圆锥喇叭的口径场和远区辐射场；从辐射场表达式出发，推导出满足交叉极化最小值时HE₁₁模的混合比，最后将特征方程与混合条件方程进行联立，数值求解得到HE₁₁模的特征值以及介质厚度。利用远场公式，通过MATLAB编程计算分析了喇叭口径、张角与波束宽度的关系，设计出满足要求的喇叭；对喇叭特性进行了试验验证，实验值与理论值基本吻合。采用微波等效网络方法，分析得出了在两种场型激励下单元折线栅对应的传输参数矩阵；采用网络级连方法，分析得出了多层折线栅对应传输参数矩阵，进而推导得出折线栅极化器的传输系数和两正交分量的轴比；以8～12GHz通带内轴比均值为目标函数，用模式搜索法优化得出了4层折线栅圆极化器的结构参数．优化结果与HFSS计算结果、试验结果三者基本吻合。最后对集成馈源进行了特性测试，指标基本满足预计要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-12
  1.1 研究背景  7
  1.2 研究目标  7-8
  1.3 研究方案  8-10
  1.4 研究现状  10-12
    1.4.1 混合模介质加载圆锥喇叭的研究现状  10-11
    1.4.2 折线栅宽带圆极化器的研究现状  11-12
第二章混合模介质加载圆锥喇叭理论分析  12-25
  2.1 内场分析  12-15
  2.2 口径场和远区辐射场  15-20
    2.2.1 口径场  15-17
    2.2.2 远区辐射场  17-20
  2.3 特征方程  20-21
  2.4 当混合比γ=β/k_1时的混合方程  21
  2.5 特征方程求解  21-25
第三章介质加载圆锥喇叭设计  25-37
  3.1 介质加载圆锥喇叭设计  25-30
  3.2 性能验证  30-37
第四章折线栅宽带圆极化器理论分析  37-49
  4.1 等效导纳  37-39
  4.2 入射平面波模式展开  39-40
  4.3 N层折线栅圆极化器等效网络  40-43
  4.4 轴比计算  43-45
  4.5 折线栅结构参数对相位差，驻波系数及插损的影响分析  45-49
    4.5.1 折线栅结构参数对相位差的影响  45-46
    4.5.2 结构参数对折线栅输入口电压驻波系数的影响  46-48
    4.5.3 插入损耗及功率容量  48-49
第五章折线栅圆极化器设计  49-62
  5.1 尺寸优化  49-52
    5.1.1 优化方法  49-50
    5.1.2 优化过程及结果  50-52
  5.2 折线栅圆极化器特性计算  52-54
    5.2.1 折线栅圆极化器特性解析计算  52-53
    5.2.2 折线栅圆极化器特性数值计算  53-54
  5.3 性能测试过程及结果  54-62
第六章抛物面天线性能  62-71
  6.1 无加载折线栅的抛物面天线性能测试  62-64
  6.2 加载折线栅的抛物面天线性能测试  64-71
第七章总结及展望  71-73
  7.1 论文的成果和结论  71
  7.2 研究中的创新及不足  71-72
  7.3 研究设想  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76
附录在读期间发表文章情况  76

X波段宽带圆极化馈源设计

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