雙頻段極化扭轉變形卡塞格倫天線的研究.pdf

1、標準卡塞格倫天線中，存在饋源口徑和副反射面遮擋的問題，造成天線的增益下降，副瓣電平升高。為了解決上述問題，本文提出了極化扭轉變形卡塞格倫天線。而且工作于X和Ka雙頻段更是增強了天線的抗干擾能力。通過理論分析，借助軟件的仿真以及最后的實測，結果表明本文設計的天線達到了預期的指標。本文的研究內容可以概括為以下5點：
　　1.對變形卡塞格倫天線的理論分析。本文設計的變形的卡式天線的理論分析與標準的卡式天線略有不同。首先需根據雙曲線的幾何

2、性質，將其轉化成標準的卡式天線。在計算出饋源初級方向圖的基礎上，再利用等效拋物面法計算出天線的次級方向圖。對天線的方向圖計算時，利用微元法求解出復雜積分式的算數值，最終計算得到了天線方向圖。
　　2.借助CST軟件對副反射面的各層結構進行仿真優(yōu)化。使用CST軟件仿真時，首先驗證了它的可靠性，與理論計算相比，仿真結果更接近于實測。由于天線的主副反射面的結構包含多層介質，本文對形狀復雜的蜂窩層做了等效處理，等效為介電常數均勻的介質平板

3、，并計算出等效介電常數，經驗證這種等效非常合理。利用這種等效方法簡化了仿真模型，極大的提高了仿真效率。最終得到了極化選擇效果相對理想時副反射面的各介質的尺寸。
　　3.對主反射面結構的分析和優(yōu)化設計。首先采用等效電路法分析了電磁波遇到金屬柵條時的等效電路，得出滿足極化扭轉時的理論條件。采用CST仿真軟件對主反射面不同介質的尺寸進行了優(yōu)化，尤其是兩層蜂窩的厚度。文中研究了0°□45°入射角時，該結構的極化扭轉效率，對比了4種不同設計

4、方案，綜合利弊后給出了一套全新的設計方案。相比以往的設計方法，本文所設計的極化扭轉結構明顯提高了X和Ka波段的極化扭轉效率。
　　4.對天線系統(tǒng)的仿真。借助FEKO軟件完成了天線系統(tǒng)的仿真，得到了天線的仿真方向圖。因天線主副反射面的結構過于復雜，而且受計算機資源的限制，本文對天線的實際結構模型做了近似，最終仿真出了天線在兩個頻段的方向圖。
　　5.天線完成了加工和測試。將實測結果與理論計算、FEKO仿真結果進行了對比，三者吻