圓口徑正饋拋物面天線的分析與優(yōu)化.pdf

1、低軌(Low Earth Orbit，LEO)衛(wèi)星由于延時(shí)短、路徑損耗小、頻率復(fù)用更有效等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。圓口徑正饋拋物面天線則因其低副瓣、高增益的特點(diǎn)，在LEO通信系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文重點(diǎn)研究了對(duì)圓口徑正饋拋物面天線的分析與優(yōu)化。
　　在圓口徑正饋拋物面天線設(shè)計(jì)過程中，天線總效率、副瓣電平和方向系數(shù)之間往往是相互矛盾的。而對(duì)于一副性能優(yōu)秀的天線，在具有較低的副瓣特性的同時(shí)也要求具備較高的總效率和較高的方

2、向系數(shù)。因此，有必要對(duì)天線總效率、副瓣電平和方向系數(shù)之間的相互關(guān)系做出精確分析。此外，支撐桿和饋源作為不可缺少的天線結(jié)構(gòu)，對(duì)圓口徑正饋拋物面天線的副瓣電平、天線總效率等指標(biāo)的影響是不可忽視的。所以，有必要對(duì)支撐桿遮擋和饋源遮擋產(chǎn)生的影響進(jìn)行精確分析，進(jìn)而選擇合理的天線結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出滿足指標(biāo)的天線。作為一種高效率的優(yōu)化方法，空間映射算法與其它優(yōu)化算法（如遺傳算法）相比有其突出的特點(diǎn):該算法不再對(duì)計(jì)算復(fù)雜耗時(shí)的目標(biāo)模型的精確結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接優(yōu)化，

3、而是先對(duì)計(jì)算過程簡(jiǎn)單快速的粗糙模型（如解析公式）進(jìn)行優(yōu)化，然后用精確方法（如全波分析方法）進(jìn)行修正。因此，本文選擇空間映射算法對(duì)圓口徑正饋拋物面天線進(jìn)行優(yōu)化。矩量法作為一種經(jīng)典的全波分析方法，對(duì)工程設(shè)計(jì)具有很好的指導(dǎo)意義，是進(jìn)行精確分析的理想選擇;本文中粗糙模型選擇基于幾何光學(xué)法的解析公式，即文中所指的解析法。
　　首先，本文闡述了數(shù)值方法的相關(guān)理論。文中數(shù)值方法部分介紹了平面基函數(shù)、電磁流混合場(chǎng)積分方程(CFIE)、新型積分方程