[发明专利]一种低剖面椭圆波束卡氏天线的设计方法

摘要

本发明涉及一种低剖面椭圆波束卡氏天线的设计方法，属于通信对抗技术领域，用于卫星通信系统，特别是在动中通卫星通信系统中。本发明通过对天线主反射面和副反射面赋型完成低剖面椭圆波束卡氏天线的设计。本发明具有高增益、低旁瓣、低交叉极化特性等特点，本发明的天线主反射面等效直径为0.83米，天线波束为椭圆波束，椭圆的长轴与短轴之比约为2∶1。

主权项

1.一种低剖面椭圆波束卡氏天线的设计方法，其特征在于包括步骤：(1)在直角坐标系XOZ平面内设计天线的主面母线和副面母线；在直角坐标系XOZ平面，即平面上，由天线主面(1)椭圆口径短轴平面上抛物线(3)的参数口面直径D_m和焦径比τ、天线副面(2)椭圆口径短轴平面上双曲线(4)的副面半径D_s确定副面的焦距2c，根据馈源的方向图函数和天线口面场分布函数，应用能量守恒定律和等光程原理，按照旋转对称的卡氏天线赋形方法对主面、副面进行赋形设计得到天线的主面母线和副面母线；主面母线的端点分别为MP和MQ，副面母线的对应端点分别为SP和SQ；MP的坐标为(X_MP，0，Z_MP)，MQ的坐标为(X_MQ，0，Z_MQ)，SP的坐标为(X_sP，0，Z_SP)，SQ的坐标为(X_SQ，0，Z_SQ)；(2)对步骤(1)中设计完成的天线副面的短轴母线进行多项式拟合，拟合曲线两个端点的反射线分别到天线主面对应的两个端点；拟合函数为f(θ)=Σi=0Naiθi]]>其中，θ为与直角坐标系相对应的球坐标系的θ；a_i为多项式系数，并且i＝1，2，…，N；f(θ)为原点到与θ对应副面点的距离；(3)构造天线副面的矢量函数；构造天线副面的标量函数g(θ，φ)＝x₁×f(θ)[1-cos(2φ)]其中x1为修正参数；f(θ)为(3)中得到的拟合函数；φ为与直角坐标系相对应球坐标系的φ变量；天线副面的矢量函数写为r→=g(θ,φ)r^=rr^]]>式中为球坐标系中的方向的单位矢量；(4)根据步骤(3)中得出的天线副面的矢量函数，通过反射定律和等光程条件，确定天线主面上的点；完成低剖面椭圆波束卡氏天线的设计。