波束波导馈电系统在深空探测天线应用中的关键技术研究

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1、第33卷第3期2014年5月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．33No．3May2014引用格式：段玉虎．波束波导馈电系统在深空探测天线应用中的关键技术研究[J]．飞行器测控学报，2014，33(3)：231235DuanYuhu．Onapplicationofbeamwaveguidefeedsystemsindeepspaceantennas[J]．JournalofSpacecraftTT&cTechnology，2014，3(3)：231235．波束波导馈电系统在

2、深空探测天线应用中的关键技术研究+段玉虎(中国电子科技集团公司第三十九研究所·西安·710065)摘要：针对波束波导馈电系统在深空探测天线应用中存在的电小尺寸镜面绕射引起波束波导传输效率降低，不同极化工作时波束指向不一致，以及TE。。模跟踪时坐标转换等问题，进行深入研究并给出相应的解决方案或数学模型。通过优化椭球镜M5的曲率，解决了电小尺寸镜面绕射使波束波导传输效率下降问题，使S频段的传输效率提高约4％，35nl天线副反射面的截获效率增加约11％，天线增益提高0．7dB；给出天线束峰值位置随方位、俯仰角变化的数学模型，提出了

3、中值补偿方法，使天线左右旋极化峰值不一致增益损失减小约0．16dB，并给出TEz。模跟踪时的坐标转换数学模型。这些方法和数学模型已成功应用于实际工程中。并取得了良好的效果。关键词：波束波导；深空探测天线；增益损失；波束倾斜；坐标转换中图分类号：V556；TN820．28文献标志码：A文章编号：16745620(2014)03023105DOI：10．7642／j．issn．16745620．201403023105OnApplicationofBeamWaveguideFeedSystemsinDeepSpaceAntenn

4、asDUANYuhufThe39thResearchInstituteoiCETC，Xi’an710065)Abstract：SolutionsandmathematicalmodelsaredevelopedtoSOlVeproblemsinapplicationofbeamwaveguidefeedsystemindeepspaceantennas，includingchangeofbeampeakpositionwithantennaazimuthelevationpositionandtheimpactofelect

5、ronicsmallreflectingsurfacediffractionontransmitefficiency，andcoordinateconversionduringtrackingwithTE21modulus．AsaresultofimprovementoftheeccentricityofellipsoidmirrorM5，beamwaveguidetransmitefficiencyatSbandisincreasedbyabout4％，interceptionefficiencyofthesubrefle

6、ctorofa35nlantennasystemisincreasedby11％，andantennagainisincreasedby0．7dB．Amathematicmodelisdevelopedforchangesofbeampeakpositionwithantennaazimuthelevationpositionandamedianvaluecompensationmethodisproposed．Gainlossbecauseofinconsistencybetweenpeaksoflefthandandri

7、ghthandpolarizationsisreducedbyabout0．16dB．AmathematicmodelisgivenforcoordinateconversionduringtrackingwithTE21modulus．Themethodsandmathematicalmodelsaresuccessfullyusedinengineeringprojectswithgoodresults．Keywords：beamwaveguide；deepspaceantenna；gainloss；beamsquint

8、ing；coordinateconversion0引言波束波导是由周期性排列的透镜或反射镜组成的波导结构，其利用透镜或反射镜的聚束作用，导引电磁波集中在横截面较小的区域内以波束形式传播，其电场强度沿传播方向呈周期性变化，沿径向呈高斯分布。由反射镜组成的波导结构具有传输路径*收稿日期：201