相控阵列馈源关键技术研究

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1、固中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文二零一三年五月ByHeChen-YjangADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceShanghaiAstronomicalObservatory,CAS5，2013致谢欲乎其上，得乎其中，在每开始一段新的学习历程之前，都会给自己设立一些令人振奋的目标，行至时间结点，往往都会

2、有感于所得甚少，或是因为自己未能做到最好而遗憾。感谢我的研究生导师李斌老师，李老师在学习上给予了我莫大的支持和帮助，课题难度较大，李老师极尽所能，创造条件和机会促进课题进展，给我各方面的建议与指导。感谢刘庆会刘老师，三年前研究生入学面试您的训诫依然是振聋发聩，催人奋进。感谢梁世光老师、范庆元老师、薛祝和老师，几位老师都对我的学习和成长提供了帮助。感谢仲伟业、苟伟、王锦清、陈莹，感谢你们在课题研究过程中的热心帮助。感谢研究生部的王慧老师、储怡老师，感谢你们对上海天文台研究生的关心和照顾。感谢我的朋友们，曹杰杰、陈冠磊、姚广瑞、涂迅、王雪冰，你们让我感受到团队的力量。最后感谢我的父母和亲

3、人，你们是我前进的动力，感谢王璇，感谢你一直以来的默默付出和关爱。感谢、感激、感恩之情，长存于心，是为致谢。何晨阳2013年5月摘要馈源将射电望远镜焦点处的电磁波转换为电信号，是射电望远镜接收系统的关键部件。随着射电天文学科的发展，射电望远镜馈源也在不断进步。大口径结合宽视场是射电望远镜的一个热点研究方向，平方公里阵列射电望远镜(SquareKilometreArray，SKA)与五百米口径球面射电望远镜(Five．hundred-meterApertureSphericalradioTelescope，FAST)均计划在一定频率范围内使用最新的相控阵列馈源(Phasedarrayf

4、eed，PAF)系统。作为焦平面阵列的一种，PAF能实现多个波束的无缝连接，解决了以往为分立阵列馈源需多次扫描的难题。本文对国外相控阵列馈源研究状况进行了调研，明确了PAF的设计思路，对射电望远镜焦平面场分布(FocalFieldDistribution，FFD)做了分析与仿真，最后设计并加工了PAF前端vivaldi天线阵列原理样机。关键词：射电天文，射电望远镜，焦平面阵列，相控阵列馈源，Vivaldi天线ⅡABSTRACTABSTRACTThefeedcanconverttheelectromagneticwaveatthefocalpointofradiotelescopeto

5、anelectricsignal，itisaveryimportantcomponentofradiotelescopereceivingsystem．Alongwiththedevelopmentofthedisciplincsofradioastronomy,feedsofradiotelescopea陀alsoinconstantprogress．Largediametercombinedwithwidefieldofviewisahotresearchdirectionoftheradiotelescope，theSquareKilometreArray(SKA)andthe

6、Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope(FAST)plannedtousethelatestphasedarrayfeed(PAF)systeminacertainfrequencyrange．Asafocalplanearray,PAFcanprovidemultiplesimultaneousbeamstoCOVCTtheavailable6eldofviewwithoutlOSSofsensitivityineachbeam，tosolvetheproblemthatconventionalhornsarraynegd

7、sseveralscansinsameskybecameoftheseparationbetweenhorns．Inthispaper,WereviewedtheabmadresearchofPAF,thensimulatedandanalyzedthefocalfielddistribution∞D)ofradiotelescope，establishedthedesignmethodsofPAFsystem，finallydesignedandfabr