论文摘要
反射面天线由于高增益和结构简单等优点广泛应用于通信、雷达、射电天文等技术领域。作为一种典型的机电结合产品,反射面天线的电性能非常容易受到各种结构误差的影响,尤其是副瓣区域。越来越多的工程实践也证明,仅研究天线的平均性能远远不能满足工程上的要求。为了精确分析天线的电性能,同时提高天线整体设计水平,最好的方法就是在电磁场分析过程中同时考虑结构参数的变化,得出结构误差与天线电性能参数之间的关系。本文首先分析了反射面表面的随机误差对天线电性能的影响。得出了表面含有随机误差时电磁场计算合适的离散化程度,明确了表面法向误差的均方根值与天线增益之间的关系。通过反射面表面分区域不同的随机误差对方向图的影响分析,得出表面精度应该根据实际需求分区域不同的结论。而后考虑到现有的分析仅将安装误差分为馈源的横、纵偏焦的不足之处,将反射面的旋转误差和馈源在空间三个坐标轴上的偏焦统一到一起,提出了一种分析安装误差对电性能影响的精确计算方法,通过数值模拟,得出了各个参数对方向图的影响规律,并建立了反射面旋转误差与馈源偏焦之间的关系式。针对周边桁架式可展开天线的结构形式,分析了周边桁架杆长度误差对反射面精度的影响,得出了每根桁架杆含有一定大小误差时表面精度差的直方图,从中能直观的看出每根桁架杆对表面精度影响的大小。根据网状反射面的结构特点,进行了网状反射面的编织形式对天线电性能的影响分析。首先总结了金属丝反射网不同的编织形式,然后根据拟研究的反射面天线设计了一个角锥喇叭做馈源,建立了三种网状反射面的模型并分别应用在正馈和偏馈天线上。选择了合适的计算方法,进行了反射面天线的远场增益方向图计算,通过仿真比较,得出了一种比较好的编织形式。文中得出的结论可为工程实践提供有益的指导。