三反射镜紧缩场天线测量系统设计

摘要

紧缩场（Compact Antenna Test Range，CATR）技术是天线与目标特性测量领域的重要课题，是解决毫米波/亚毫米波天线等高频天线测试困难的一个有效方法。三反射镜紧缩场技术则是对现有紧缩场技术进一步改进，在传统的单反射镜紧缩场天线测量系统的基础上增加一套双反射镜馈源系统，由馈源喇叭和两个赋型面反射镜构成。引进双反射镜馈源系统可以：（1）极大地增加整个系统的静区尺寸，解决单反射镜紧缩场静区利用率低的问题，（2）加强对波束的控制，提高静区质量，（3）降低了系统的制作成本和难度。
　　 论文根据能量守恒，相位条件和反射定律等原理使用几何光学法对各个反射镜进行设计。将反射镜以网格划分，从反射镜的中心网格节点开始依次外推，并使用动态波束跟踪理论确定各个反射镜之间的位置和反射镜的镜面参数，使得一个馈源发出的球面波在经过设计好的三反射镜紧缩场天线测量系统后出射一个伪平面波。
　　 为了验证该设计方法的正确性，作者设计了两套三反射镜紧缩场系统，对分别对两个系统进行出射场仿真分析，给出系统的出射静区图，并根据仿真结果分析影响静区的因素。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 背景介绍

1.2 天线测试方法

1.2.1 自由空间测试

1.2.1 地面反射测试

1.3 本文的主要工作和研究内容

1.4 论文结构安排

第二章 紧缩场天线测量系统(CATR)概述

2.1 紧缩场的发展与现状

2.2 反射镜型紧缩场系统

2.2.1 紧缩场指标

2.2.2 单反射镜紧缩场系统

2.2.3 双反射镜紧缩场系统

2.2.4 三反射镜紧缩场系统

2.3 本章小结

第三章 三反射镜CATR设计方法

3.1 几何光学射线跟踪法

3.1.1 波阵面参量

3.1.2 波带参量

3.2 三反射镜CATR设计步骤

3.2.1 映射函数

3.2.2 三反射镜CATR设计

3.2.3 修改映射函数

3.3 本章小结

第四章 三反射镜CATR参数分析

4.1 自由量设计

4.1.1 反射形式的配置

4.1.2 赋型面尺寸控制

4.1.3 设计过程中的计算误差

4.2 灵敏度分析

4.2.1 馈源架设误差

4.2.2 第一副反射镜架设误差

4.2.3 第二副反射镜架设误差

4.3 静区的优化

4.3.1 系统运行频率对静区的影响

4.3.2 馈源波束边缘照度对静区的影响

4.3 本章小结

第五章 三反射镜CATR设计实例

5.1 卡塞格伦—格里高利反射形式的紧缩场系统

5.2 双格里高利反射形式的紧缩场系统

5.3 本章小结

第六章 总结及未来工作

6.1 总结

6.2 未来工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文