[发明专利]一种星载通信混合反射面天线系统设计方法

摘要

本发明提出一种星载通信混合反射面天线系统设计方法，设计的混合反射面天线为三馈源双偏置赋形反射面天线，可以等效为两副单偏置反射面天线和一副双偏置格里高利型赋形反射面天线，进一步充分利用了卫星平台的空间资源；从天线波束分布方面比较，现有技术所对应天线仅提供两个波束，一个赋形波束和一个点波束(固定点波束或有限扫描点波束)，或者两个都是赋形波束，而本发明涉及的混合反射面天线可同时提供三个波束：一个赋形波束，一个固定点波束和一个有限扫描点波束。

主权项

1.一种星载通信混合反射面天线系统设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据赋形主反射面天线的基本几何尺寸，设计馈源F1，F2和F3；步骤2：采用Zernike多项式表示赋形主反射面，并将表征赋形主反射面形状的Zernike多项式的展开系数作为优化变量，利用优化算法对赋形主反射面进行优化，使其辐射方向图能够覆盖服务区，从而得到优化后的表征赋形主反射面形状的Zernike多项式的展开系数，并将该赋形主反射面记为M；将馈源F1置于赋形主反射面激励位置，激励赋形主反射面M，能够得到赋形波束；步骤3：采用最小二乘法对步骤2得到的赋形主反射面M进行拟合，得到拟合后的赋形主反射面M′；以馈源F1与馈源F2对应波束不相互遮挡为前提，确定馈源F2的位置，并利用射线追踪法对赋形主反射面M′进行副反射面赋形设计，得到赋形后的副反射面记为S；使用馈源F2激励副反射面S，得到点波束，并通过副反射面S及馈源F2的横向偏焦，实现点波束的有限扫描功能；步骤4：根据期望的固定点波束的波束指向，利用赋形主反射面M焦平面场和馈源F3喇叭口径场共轭匹配法，得到馈源F3的最佳馈源位置；将馈源F3置于该位置，并激励赋形主反射面M，能够得到期望波束指向的固定点波束。