應(yīng)用于遙感探測(cè)領(lǐng)域的多頻段饋源天線技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)如今，在遙感探測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展過(guò)程中，多頻復(fù)用、功能一體化、結(jié)構(gòu)小型化的饋源天線受到越來(lái)越多的重視，多頻段天線可以將多個(gè)單一頻點(diǎn)工作的設(shè)備“合為一體”，對(duì)單頻天線實(shí)現(xiàn)綜合利用，在充分利用遙感衛(wèi)星頻譜資源的同時(shí)降低成本。在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域中，對(duì)多頻饋源的端口隔離度，回波散射等性能指標(biāo)要求較高。本文以此作為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)遙感探測(cè)系統(tǒng)的六個(gè)工作頻點(diǎn)(89/36.5/22.3/18.6/10.63/6.6GHz)，設(shè)計(jì)出一種可以同時(shí)工作于以上頻點(diǎn)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(duì)一些典型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析，為下文計(jì)算結(jié)構(gòu)參數(shù)初值及優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。隨后，對(duì)于饋源饋電網(wǎng)絡(luò)中具有較多優(yōu)化參量的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，如多膜片濾波器等，如果利用全波電磁仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化，需要大量仿真時(shí)間，效率較低。因此，本文采用模式匹配法首先對(duì)波導(dǎo)不連續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，然后利用推導(dǎo)所得的廣義散射矩陣，結(jié)合遺傳算法編寫優(yōu)化程序?qū)ζ溥M(jìn)行

3、優(yōu)化，得到最優(yōu)結(jié)果，并利用基于有限元法(FEM)的電磁仿真軟件對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　其次，對(duì)于六頻饋源饋電網(wǎng)絡(luò)中的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，如正交模耦合器、雙工器、矩形波導(dǎo)-圓波導(dǎo)T接頭、矩形波導(dǎo)-同軸波導(dǎo)T接頭、同軸十字轉(zhuǎn)門、階梯彎波導(dǎo)、功分器等分別進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，再通過(guò)公共端口實(shí)現(xiàn)無(wú)耗級(jí)聯(lián)，形成三個(gè)互相相對(duì)獨(dú)立的饋電結(jié)構(gòu)：89GHz圓波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)、36.5/22.3/18.6GHz三頻OMT同軸波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)和10.63/6.6GHz雙頻OMT

4、同軸波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)，三者通過(guò)同軸嵌套，合為一體實(shí)現(xiàn)六頻信號(hào)饋電功能。
　　再次，對(duì)饋源喇叭天線進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到波紋喇叭天線結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhì)加載喇叭天線，介質(zhì)加載喇叭能夠通過(guò)傳播HE11混合模，在很寬的工作帶寬內(nèi)產(chǎn)生軸對(duì)稱的輻射方向圖，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低副瓣、低交叉極化等特性。最后，將饋電網(wǎng)絡(luò)與喇叭天線連接在一起，完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)六頻饋源天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使其能夠工作于遙感探測(cè)領(lǐng)域的六個(gè)