Ka频段波导阵列天线的研究

• 作 者: 钟一波
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 共口径 双极化 波导喇叭 波导馈电网络 波导双工器

为满足卫星通信中的双频段、双极化、小型化的需求，本论文设计了Ka频段双频段双极化共口径波导阵列天线，其中包括Ka频段波导喇叭、正交模耦合器、波导馈电网络、波导双工器、带通滤波器、定向模耦合器的设计。首先研究设计了一个Ka频段双频带工作的波导喇叭单元，利用阶梯过渡代替斜壁渐变过渡的方法展宽了喇叭的工作带宽并且便于加工。之后设计了一个正交模耦合器实现了天线单元的双线极化工作。然后，设计了一个Ka频段的48的32元双频双线极化阵列天线，天线具有两层波导馈电网络，分别对应两个正交的线极化。仿真结果中，天线在双频带内双端口驻波比在1.4以下，交叉极化低于-40dB，两个正交端口隔离度大于50dB，天线效率大于80％。最后，在32元双线极化阵列的基础上，加入了一层波导圆极化网络实现了天线的圆极化工作。先设计了Ka频段的波导双工器后接在两个正交端口实现收发分频，之后使用波导定向模耦合器分别合成收发频段的两对线极化信号实现了天线的双频双圆极化工作，天线双频带驻波比在1.6以下，天线的低端轴比在0.8dB以下，高端轴比在0.6dB以下，效率在80％以上，性能良好。