應用于遙感探測領域的多頻段饋源天線技術研究.pdf

1、現(xiàn)如今，在遙感探測技術不斷發(fā)展過程中，多頻復用、功能一體化、結構小型化的饋源天線受到越來越多的重視，多頻段天線可以將多個單一頻點工作的設備“合為一體”，對單頻天線實現(xiàn)綜合利用，在充分利用遙感衛(wèi)星頻譜資源的同時降低成本。在衛(wèi)星遙感領域中，對多頻饋源的端口隔離度，回波散射等性能指標要求較高。本文以此作為出發(fā)點，針對遙感探測系統(tǒng)的六個工作頻點(89/36.5/22.3/18.6/10.63/6.6GHz)，設計出一種可以同時工作于以上頻點的多

2、頻饋源天線系統(tǒng)，且具有遙感系統(tǒng)所需要的低交叉極化、高端口隔離度等優(yōu)良電性能。
　　首先，本文利用模式匹配法對一些典型波導結構進行理論分析，為下文計算結構參數(shù)初值及優(yōu)化提供理論基礎。隨后，對于饋源饋電網(wǎng)絡中具有較多優(yōu)化參量的波導結構，如多膜片濾波器等，如果利用全波電磁仿真軟件進行優(yōu)化，需要大量仿真時間，效率較低。因此，本文采用模式匹配法首先對波導不連續(xù)結構進行計算分析，然后利用推導所得的廣義散射矩陣，結合遺傳算法編寫優(yōu)化程序對其進行

3、優(yōu)化，得到最優(yōu)結果，并利用基于有限元法(FEM)的電磁仿真軟件對其進行仿真驗證。
　　其次，對于六頻饋源饋電網(wǎng)絡中的波導結構，如正交模耦合器、雙工器、矩形波導-圓波導T接頭、矩形波導-同軸波導T接頭、同軸十字轉門、階梯彎波導、功分器等分別進行優(yōu)化設計，再通過公共端口實現(xiàn)無耗級聯(lián)，形成三個互相相對獨立的饋電結構：89GHz圓波導饋電結構、36.5/22.3/18.6GHz三頻OMT同軸波導饋電結構和10.63/6.6GHz雙頻OMT

4、同軸波導饋電結構，三者通過同軸嵌套，合為一體實現(xiàn)六頻信號饋電功能。
　　再次，對饋源喇叭天線進行設計，考慮到波紋喇叭天線結構復雜、加工難度大且成本較高，本文決定采用與波紋喇叭性能相近的介質加載喇叭天線，介質加載喇叭能夠通過傳播HE11混合模，在很寬的工作帶寬內產(chǎn)生軸對稱的輻射方向圖，同時實現(xiàn)低副瓣、低交叉極化等特性。最后，將饋電網(wǎng)絡與喇叭天線連接在一起，完成整體結構設計，實現(xiàn)六頻饋源天線系統(tǒng)的設計，使其能夠工作于遙感探測領域的六個