Ka波段轴对称模式天线设计与仿真.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
Ka波段轴对称模式天线设计与仿真
姓名:周钱科
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:罗勇
20100501
摘要虽然世纪是一个固态半导体器件的时代,但是电真空器件在很多领域仍有着广泛的应用。因为随着微波波长达到毫米级,固态器件已不能满足高频率、高功率的要求。许多微波发生器,特别是高功率微波源,产生轴对称模式的输出,例如圆波导模,同轴!H绻庵帜J秸丈涞教煜呖诰吨苯臃洌产生一个轴向为零的圆环状方向图。适合这种轴对称模式的天线正在设计中,但增益都比较低,而且方向图的峰值增益随着频率而改变。改变轴对称模式为其他理想辐射模式的转换技术纾圆波导模到模强尚械模J阶;坏男省⑻寤投钔獾某杀径整个天线系统的设计起着很大的负面影响。本文介绍了两类天线:天线和煜撸侵苯邮褂弥岫猿颇J轿@≡矗洳咴鲆娴姆较蛲肌1擞眉负喂庋Ю砺鄯治隽薞煜叩墓ぷ骰恚柚谑噶咳粕淅砺弁导了天线的辐射公式,对天线的结构参数进行了优化,对优化后的结果进行了软件模拟。此外,对喇叭天线进行了简单设计。其中单反射面天线的最大增益为.,而喇叭天线的最大增益为.,两者的主瓣方向都不在轴向上,偏离馈源中心利用口径场法和面电流法对煜叩姆涔浇辛送频迹ü导扑和软件模拟对煜叩姆浞较蛲己图ɑ绞浇辛朔治龊投员龋秸呓果基本吻合。煜叩淖畲笤鲆婵纱逯捣较蛭挥谔煜叩闹嵯蛏希主瓣宽度比较窄,旁瓣电平也很低,产生一个位于轴向上的笔状波束。擞眉负喂庋Ю砺劢馐土薈透镜天线的工作原理,设计了一种喇叭型的传统透镜天线。整个天线的结构比较长,如果直接缩小喇叭的长度,就会因大的喇叭口径张角而增加相位误差,进而导致天线的增益下降。为了克服这个问题,提出了一种新型的小型化方案。通过改进型的透镜设计,补偿了传统了透镜的反射。小型化方案可以实现增益和辐射方向图与传统妇堤煜类似,而长度仅有原来的大小。文的主要工作如下:晗覆隽薈天线的工作原理,推导了反射表面的结构公式,分别透镜天线的相位误差。此外,在口径面内侧添加了一层波长的匹配层,减少
关键词:高功率微波,波段,轴对称模式,辐射天线摘要
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签名:芾萘杓┤掌冢航衟年心月签名:凰垒鲑日期:/月叫独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。确的说明并表示谢意。的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁导师签名:
⒉ǖ姆⒄高功率微波的发展与应用电真空微波器件是二战期间在微波通信领域内的重要成果【俊T诰掠τ玫迫切需求下,美英等西方发达国家对发明的磁控管辛讼细的研究,并顺利地应用到军事通信设备上,对整个世界反法西斯阵营的胜利起到了重要作用。二十世纪三十年代以后,问世了多项具有划时代意义的发明。三十年代中叶,兄弟发明了振荡管。三十年代末期,兄弟发表了关于速调管I鲜龅恼婵掌骷较衷诨褂泄惴旱挠猛尽到了二十世纪六十年代,伴随着材料技术的不断发展,半导体微波器件开始大量衍生。先是变容管、隧道二极管及肖特基二极管,然后产生了具有高频率高功率特点的雪崩二极管和实用化的砷化镓体效应二极管。应该说,二十一世纪是半导体固态器件的时代,半导体器件正引领着时代的发展。传统微波管的发展越来越举步维艰,需要开辟新的运用领域和发展新的作用琀骷υ硕生。窘枳徘肯喽月鄣缱邮际醯拇蠊β剩蜃虐氲继迤骷厝徊煌姆较发展。它不但具有新的运用范围,而且能为微波管器件提供新的研究方法,这正是我们极力探寻的新概念微波器件。顾名思义,高功率微波器件的最大特点就是高功率输出。从二十世纪七十年代初产生第一台实际意义上的高功率微波器件以来,在军事应用的大力推动下,作为一个崭新的科研领域,对高功率微波的研究,各发达国家都投入了巨大的力量,包括美国、俄罗斯、法国、乌克兰、日本等世界主要发达国家。其中最具代表的是美国,它的计划就是一个最具典型的高功率微波项卧。作为一个新兴的发展中国家,中国对高功率微波的研究开始得比较晚,但也获得了一闹匾B畚摹5搅说诙问澜绱笳绞跗冢琄又发明了行波管机理。基于以上背景,高功率微波高功率微波得到了长足的发展。系列重要的科研成果。