圓形ELEVEN饋源天線遠(yuǎn)場(chǎng)波瓣寬度可調(diào)性能分析.pdf

1、超寬帶射電天文望遠(yuǎn)鏡的理論和應(yīng)用研究，是國(guó)內(nèi)外天文觀測(cè)設(shè)備領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。包括VLBI2010、SKA以及國(guó)家863項(xiàng)目“天籟計(jì)劃”等在內(nèi)的眾多國(guó)內(nèi)外射電天文學(xué)研究項(xiàng)目對(duì)于下一代射電望遠(yuǎn)鏡提出了很高的技術(shù)要求。
　　新研發(fā)的ELEVEN饋源天線，具有10:1頻寬內(nèi)口面效率高、方向圖穩(wěn)定、相位中心固定、可制冷等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)際下一代射電望遠(yuǎn)鏡饋源的主要解決方案之一，并已在美國(guó)和德國(guó)的一些天文臺(tái)站得到初步應(yīng)用。但是，前期研制的E

2、LEVEN饋源天線遠(yuǎn)場(chǎng)波瓣寬度比較固定，一定程度上限制了其推廣應(yīng)用。為了將其應(yīng)用在不同口徑的拋物面天線系統(tǒng)中，本論文提出一種在圓形ELEVEN饋源天線結(jié)構(gòu)基本單元—傾斜圓偶極子陣的基礎(chǔ)上，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整圓偶極子之間的距離以及增大饋電點(diǎn)間隙來(lái)改變波瓣寬度的解決方案。在該方案中，首先對(duì)比ELEVEN饋源天線研發(fā)前后形成的兩種天線原型機(jī)—直線型對(duì)數(shù)周期折疊電偶極子陣和圓形對(duì)數(shù)周期折疊電偶極子陣的基本單元的BOR1效率，確定傾斜圓偶極子陣作為論文

3、研究對(duì)象。通過(guò)在CST軟件中觀察饋電間隙增大前后的傾斜圓偶極子陣表面電流分布規(guī)律，得出CST軟件中離散端口設(shè)置的局限性，并由此將論文研究工具轉(zhuǎn)向MATLAB軟件。
　　通過(guò)分析與構(gòu)建傾斜圓偶極子陣三維數(shù)理模型，合理假設(shè)圓偶極子表面電流分布規(guī)律，從而推導(dǎo)出遠(yuǎn)場(chǎng)函數(shù)，并且在MATLAB軟件中編程實(shí)現(xiàn)。通過(guò)理論計(jì)算和軟件仿真對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該方法能夠有效改變天線波瓣寬度和輻射性能，可以為設(shè)計(jì)適合不同焦徑比口徑反射面的ELEVEN饋源天線提供參

4、考。同時(shí)，利用物理光學(xué)(PO)和幾何光學(xué)(GO)分別計(jì)算以傾斜圓偶極子陣作為饋源的旋轉(zhuǎn)拋物反射面天線遠(yuǎn)場(chǎng)，并對(duì)比驗(yàn)證這兩種計(jì)算方法的正確性，為下一步結(jié)合繞射理論研究拋物面天線遠(yuǎn)場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。
　　為進(jìn)一步將論文研究結(jié)論進(jìn)行拓展，結(jié)合圓形ELEVEN饋源天線結(jié)構(gòu)以及在調(diào)節(jié)饋電間隙過(guò)程中對(duì)圓偶極子輻射臂表面電流的分析，針對(duì)智能家居系統(tǒng)中各個(gè)控制模塊對(duì)室內(nèi)定向通信的需求，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出半圓形加槽倒F型WLAN雙頻帶定向天線。通過(guò)仿真分析