宽带相控阵馈源可展开反射面天线研究
作者:
作者单位:

北京遥测技术研究所 北京 100076

作者简介:

薛裕晓 1994年生,硕士,助理工程师,主要研究方向为宽带天线、相控阵天线。
沈永健 1985年生,硕士,高级工程师,主要研究方向为超宽带接收、发射系统。
张峪维 1992年生,硕士,助理工程师,主要研究方向为天线伺服设计技术。
李 敏 1995年生,硕士,助理工程师,主要研究方向为天线结构设计技术。
刘 昊 1976年生,博士,研究员,主要研究方向为大型天线与微波技术。

通讯作者:

中图分类号:

TN82;V443+.4

基金项目:


A broadband deployable reflector antenna with phased array feed
Author:
Affiliation:

Beijing Research Institute of Telemetry, Beijing 100076, China

Fund Project:

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    摘要:

    为满足星载高增益天线的应用需求,本文设计了一种带有相控阵馈源的伞状可展开反射面天线。首先介绍了反射面天线可展开机构的原理及设计,由碳纤维天线肋和金属编织网面组成反射面,在高精度可展开机构的动作下实现其收拢和展开,从而大幅减小其收藏包络尺寸。对于直径为1.14 m的可展开反射面天线设计了宽带相控阵馈源,采用金属Vivaldi天线作为相控阵单元,根据极化方式、焦径比和扫描范围选择排列成双极化矩形阵列,使可展开反射面天线在8~16 GHz内实现二维波束扫描,通过电磁仿真进行验证,仿真结果表明,宽带相控阵馈源能够有效地增加可展开反射面天线的视场,反射面天线在8 GHz、12 GHz和16 GHz时扫描到0°的增益分别是38.03 dB、40.65 dB和41.48 dB,扫描到+3°的增益分别是37.68 dB、40.68 dB和41.09 dB。

    Abstract:

    An umbrella-shaped deployable reflector antenna with phased array feed is designed to meet the requirements of spaceborne high-gain antenna in this paper. Firstly, the principle and design of the deployable mechanism of reflector antenna are introduced. The reflector consists of carbon-fiber rid and braided metal net, which can be closed and expanded under the action of the high-precision deployable mechanism, thus greatly reducing the size of the collection envelope. A wideband phased array feed is designed for the 1.14-meter aperture deployable reflector antenna, and the metal Vivaldi antenna is used as the element of the phased array. According to the polarization mode, the reflector f/D and scanning range, a rectangular dual-polarized Vivaldi array is arranged and used, realizing a two-dimensional scanning range in the frequency range of 8~16 GHz. Simulation results show that antenna gain at 8 GHz, 12 GHz, 16 GHz is 38.03 dB, 40.65 dB and 41.48 dB scanning to 0°, and 37.68 dB, 40.68 dB and 41.09 dB scanning to +3° respectively, validating the wideband phased array feed can effectively increase the field of view of the deployable reflector antenna.

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    引证文献
引用本文

薛裕晓,沈永健,张峪维,李敏,刘昊.宽带相控阵馈源可展开反射面天线研究[J].遥测遥控,2023,44(1):72-78.

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  • 收稿日期:2022-04-02
  • 最后修改日期:2022-06-07
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2023-01-14
  • 出版日期:
  • 优先出版日期: 2023-01-14