多杯圆形辐射器方向图分析计算

利用矩量法和几何绕射理论(GTD)分析计算多杯多模圆形辐射器的辐射场.辐射器中心波导为圆波导,由TE₁₁模激励,带有若干个同轴杯.首先利用等效原理和矩量法计算嵌在无限大金属板上圆形辐射器的等效磁流分布,允许各波导区域中有任意多个高次模式存在,利用傅里叶变换法求得其辐射方向图,然后把该辐射场作为有限圆形接地板边缘的入射场,利用GTD计算圆接地板边缘对辐射器方向图的贡献.具体分析了三杯圆形辐射器的方向图,计算结果与实验结果吻合良好.      

扇面波导斜缝特性的矩量法分析

根据缝隙口面切向场的连续条件,采用解析数值法--矩量法,对扇面波导宽壁上窄的斜缝进行了计算,解得了磁流系数及其分布,并得到散射场、等效散射参量及等效阻抗等重要参数.假定波导中仅有TE-11主模传输,在X波段计算了散射参量和归一化等效串联阻抗,给出计算结果,为缝隙天线和缝隙阵列设计提供了依据.     

矩形斜口面天线辐射性能

矩形斜口面天线是把矩形波导管两个窄边同时渐削,宽边尺寸保持不变而形成的开口,口面位于无限大完全导电平面上,被矩形波导中主模H₁₀模激励.简化分析了口面电场和磁场分量以及辐射场表达式,主瓣指向偏离侧射方向,即方向图主波瓣指向偏离口面法线和激励波导轴线.计算了主面方向图,给出了天线输入端电压驻波比(VSWR)随频率的变化曲线,发现VSWR与口面倾角有关,通过采用不同的倾角,可使其获得改善.     

共形波导场近似解及缝隙天线

把矩形波导一个宽面外突成均匀曲面构成的新波导统称为共形波导.利用金属波导边界条件、变分法、边界元素法构造这种新波导中主模场的一种近似解表达式,包括曲面横截线为对称、非对称圆弧,抛物线弧,双曲线弧,椭圆弧等.然后根据等效原理,推导非对称圆弧 矩形波导曲面上窄的纵向半波长缝隙的等效谐振电导的近似计算公式,给出计算曲线.这种解虽然是近似的,但却能解决这类共形波导缝隙天线的工程设计.     

风云三号星载天线的准光学分析与设计

利用准光学原理分析了风云三号卫星湿度仪天馈系统. 利用等效面磁流和等效面电流法分析得到栅网在高斯波束入射时交叉极化小于-42 dB. 应用高斯模耦合法代替传统的ABCD矩阵分析偏馈反射面, 在大焦径比情况下, 推导出较为简单的高斯模耦合矩阵解析式. 系统实测方向图与仿真结果对比显示, 准光学分析能够快速处理偏馈反射面天线系统, 得到较高精度的结果.      

Ku频段微带平面天线的研制

利用等效磁流法详细地分析了含有六个弯头的一般曲折微带线单元的辐射场,由此推导出获得各种极化波的单元尺寸设计条件。在设计面阵时,对单元间和线阵间的耦合作了实验性的研究,以单元间、线阵间的阻抗影响最小作为去除耦合的标准。对加工出来的右旋圆极化平面阵列的测试结果表明,500MHz 通带上的驻波特性较好,方向特性、增益也与理论值较为吻合。     

一种宽频带振子天线

介绍一种宽频带振子天线,它由旋转对称的导体组成,表面形状沿天线轴线方向是按锥面、球台面、圆筒振子顺序光滑连接而成,在中心用50?Ω同轴电缆馈电. 假定天线表面上等效电流的变化仅沿着导体轴向的表面切线方向,用矩量法计算电流分布,选取三角函数为展开函数和权函数. 用一个例子,给出计算的天线输入阻抗、辐射方向图、方向性系数以及输入驻波比随频率的变化,发现所研究的天线具有满意的宽频带特性.     

关于球形导体外部倾斜赫芝振子辐射场的探讨

本文给出球形导体倾斜赫芝振子辐射场的线极化与圆极化分量表达式,并进行计算,示出典型剖面内的各分量方向图。由此可进一步分析球形导体上线状天线的辐射特性。     

扇面波导中馈电探针输入电阻数值计算

推导出扇面波导中激励探针的等效输入电阻表达式，探针是伸入波导中的同轴线的内导体，在Ｘ波段，计算了输入电阻值随着探针伸入波导中不同长度的变化。     

圆突矩形波导缝隙线阵设计

把常用的矩形波导一个宽面改成圆弧形构成的波导称为圆突矩形波导.这种波导与扇面波导相比:电性能相当;波导管结构更加简单,容易加工,便于安装.文中给出圆突矩形波导中主模场,圆曲面上纵向槽归一化谐振电导近似公式.设计了C和X波段波导曲面纵向谐振缝隙线阵,缝隙电压相位为同相分布,输入端匹配.实际测量了天线输入端电压驻波比和H面方向图,理论与实验相吻合.     

采用Fourier-Bessel方法计算椭圆口径面天线远场

在卫星和地面天线的应用中,经常需要采用椭圆形口径面天线;与其他方法相比,傅里叶-贝塞尔方法具有计算速度快,数学形式简练,易于理解和应用的优点。文章在物理光学法和圆口径面的基础上,提出了一种椭圆口径面的傅里叶-贝塞尔展开分析方法,适用于抛物面和赋形反射面天线的辐射远场的快速分析和计算,并采用模拟计算与直接积分法相比较,证明了该方法的可靠性和有效性。     

“祝融号”火星车反射面天线设计

针对“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车的探测通信任务需求,提出了一种X频段轻小型宽频圆极化反射面天线。该反射面天线采用了新型一体化紧凑馈源技术,实现馈源长度和口径减小20%的同时提高了反射面天线的口径效率,抵挡了火星的尘埃影响。经过对馈源进行的仿真优化,最终实测结果表明,该天线在7.1～8.4GHz内口径效率可达62.3%,在深空探测的工作频带范围内具有较好的增益、驻波和圆极化特性,该天线已成功应用于“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车。     

FDTD-PWS法用于分析毫米波透镜天线焦面场

提出一种新的节省计算空间的FDTD-PWS混合算法,并应用于透镜天线的焦面场分析.首先采用FDTD(Finite-Difference Time-Domain)求解得到聚焦透镜天线的口面场的幅度和相位分布,再通过PWS(Plane Wave Spectrum)外推至焦平面,求解得出焦面场分布.根据天线场分布的对称性,将PEC(Perfect Electric Conductor)和PMC(Perfect Magnetic Conductor)边界应用于FDTD的仿真过程,使仿真模型缩减为原模型的1/4,进一步节省了计算空间.应用于毫米波聚焦透镜天线的焦面场仿真分析,并对其焦面场进行平面近场扫描测试,将仿真结果进行探头补偿后与实验数据作比较,证明该方法是精确和高效的.      

大型星载Ku波段波导缝隙阵列天线 ——宽频带设计及热变形分析

高度计波导缝隙阵列天线是高增益、低副瓣天线子系统, 其宽频带、窄波 束等特点对天线设计将提出较高要求. 天线阵面较大, 在空间环境冷热交替 的作用下会发生形变, 因此, 有必要研究形变对天线电性能的影响. 本文采 用天线阵分区馈电、波导中心馈电以及加载元件等技术, 解决了天线宽频带 设计问题, 并针对热变形问题, 提出一种分析天线热变形对其电性能影响的 新方法. 现已加工出8×10阵列天线实验件, 实测结果表明, 1.3以下 驻波带宽为340MHz, E面副瓣电平为-25.9dB, H面副瓣电平 为-27.2dB, 满足实际要求, 验证了设计方法的有效性.      

太阳辐射对环火段通信链路的影响分析及参数设计

深空探测的上合阶段(superior solar conjunction,SSC),太阳强辐射成为影响地面站接收噪声温度计算分析的关键性因素之一。针对太阳辐射引起的高传输误码率甚至通信中断问题,以火星探测为例,提出一种定量化计算环火段太阳 地面站 探测器夹角∠SEP的方法,结合角度关系分析了环火段SSC阶段太阳对链路产生影响的原因,重点分析了地面站接收太阳噪声温度与空间链路、空口参数以及天线波束特性之间的关系。研究及仿真试验表明,当天线口径一定时,地面站的接收噪温峰值Tsmax和太阳对地面站的影响时长ti均与通信频率成反比; 在通信频率一定时,Tsmax与天线口径成正比,t_i与天线口径成反比;当天线口径固定为34m时,S频段下的Tsmax高达12830K,是Ka频段下的1.8倍,S频段的ti比Ka频段下的ti表现在∠SEP上延长近0.5°。当通信频率固定为S频段时,70m口径天线与18m口径天线相比,Tsmax高出1920K,但是ti表现在∠SEP上缩短约0.53°。结合太阳辐射对通信链路的影响分析,给出了不同∠SEP下的链路参数设计建议,为火星探测链路中的参数设置提供参考。     

AXAF,a permanent orbiting X-ray observatory: Telescope and instrumentation plans

The Advanced X-ray Astrophysics Facility (AXAF) now under study is to be a long-lived X-ray observatory in space. It is to be launched by the Space Shuttle, maintainable on-orbit, and retrievable for ground re-furbishment. The AXAF is conceived as an X-ray telescope with 6 nested grazing incidence X-ray mirrors (with a maximum aperture of 1.2 m) and interchangeable and replaceable focal plane instruments. The optics will provide 0.5 arcsecond imagery over a several arcminute field and somewhat reduced resolution over 1 degree in the X-ray band from 0.1 to 10 keV (1.2 to 120 A). The characteristics and expected performance of the observatory are described.