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Ku波段TM01模介质透镜加载天线作者：牟红兵,罗勇,刘亚军,刘藤来源：《现代电子技术》2010年第19期摘要:随着高功率微波技术的发展,适用于辐射高功率轴对称模的天线备受关注。

基于一般圆锥喇叭天线多用于TE11模的辐射,对TM01的辐射存在缺陷,针对高功率、小型化、较高增益以及最大辐射方向在天线轴向的要求,提出一种多扇区介质透镜天线,介质采用扇形台阶的形式加载在喇叭天线口径的前端,可以进行相位补偿,并使得天线的方向性变好。

利用HFSS仿真软件分析表明,所设计的Ku波段的透镜天线具有较好的方向性和增益。

关键词:Ku波段; 高功率微波; TM01模; 介质透镜; 增益中图分类号:TN911-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)19-0005-03Mode Dielectric Lens Loaded Antenna Working in Ku-bandMU Hong-bing, LUO Yong, LIU Ya-jun, LIU Teng(School of Physical Electronics, UESTC, Chengdu 610054, China)Abstract: The antennas that can directly radiate the azimuthally symmetric mode have been taken into account with the development of high-power microwave (HPM). Because most of the ordinary conical-horns are used for the radiation of the mode, they exist many defects for the radiation ofmode. In order to satisfy the requirement of an antenna that radiates a boresight peak (along the longitudinal axis of the source) with high-gain beam, high-power capability and miniaturization, a dielectric lens antenna is proposed. The medium which adopts the form of sectors is loaded on the front-end of the conical-horn antenna. The dielectric lens can compensate the phase to impove the directivity of antennas. The analysis with HFSS software shows that the Ku-band dielectric lens antennas have a good directivity and high gain.Keywords: Ku-band; high-power microwave; TM01 mode; dielectric lens; gain0 引言随着雷达技术的出现,微波技术得到了飞速发展,各种微波器件相继问世。

对高功率微波的研究可以追溯到20世纪50年代,由于它在军事上和民用上的广阔应用前景,世界上许多国家都对它高度重视。

高功率微波无论是在雷达、通讯、导航,还是在科学研究、工农业生产中都获得了广泛的应用。

在20世纪70年代以后,军事和科学研究对更高峰值功率、更高能量、更高频率的微波源要求使得高功率微波得到了长足的发展。

对高功率微波的研究,不仅包含了探讨微波产生的新机理、新器件的研制工作,还包含了对高功率微波应用的研究,这其中就推动了高功率微波天线辐射技术的发展。

1 工作原理与天线设计1.1 工作原理介质加载天线中喇叭的工作原理是通过波模的激励、传输和控制到达口面形成的口面场,该口面场向空间辐射,在辐射区干涉叠加,形成辐射场在空间的分布,由此可以得到辐射天线的各项辐射性能,包括驻波系数、辐射方向图、增益、主平面辐射波束对称性等。

喇叭天线属于口径天线的一种特殊形式,口径天线理论的基本问题是分析、求解辐射区天线的辐射场。

该辐射场满足天线与辐射区域的全部边界条件:天线金属导体表面的切向电场为零、法线电场连续、天线辐射口面与辐射介质的交界面上电场与磁场的切向分量连续。

在此根据惠更斯原理及等效原理加以分析,将天线的口面场视为多个无限小的惠更斯元,每个元上的电场和磁场都是均匀的,方向正交,比值等于空气波阻抗120π,每一个元在空间任意一点的辐射场是可以求得的,将天线口面上所有元进行积分,就可以得到天线在空间任意一点的辐射场[1]。

其相位分布为:ψ(ρ)=πρ2πR0(1)圆锥喇叭的辐射场为[2]:-jπρ2πR0+jkρ•sin θcos(φ-式中为磁场幅值;E0为电场幅值;a为圆锥喇叭半径;φ为初始相位;ε(ρ,φ′)为喇叭口径场幅度分布函数[3]。

但由于圆锥喇叭在辐射TM01时,远场轴向很小,方向图形状是以中心为零的环状方向图,因而能量是发散的,不能发射到预定的目标上。

所以本文提出用加载介质透镜(聚四氟乙烯的办法进行相位补偿,使能量方向沿轴向最大,从而达到预定目标。

1.2 天线的设计1.2.1 圆锥喇叭的设计根据在TE21模截止波长与TM01模截止波长之间的范围内,如果让圆波导只能传输TM01模,圆波导传输单模的条件可以表示为[5]:2.06R即:0.38λ0圆锥喇叭与其他喇叭一样也有最佳尺寸,最佳喇叭的长度和口径直径以及波长之间的关系为[6]:-0.15λ0(5)由于最佳圆锥喇叭的口径效率为0.5,它的增益可近似地用下式计算:G=4πλ02sv=20aλ02(6)式中:λ0表示波在真空中传播时的波长;s为喇叭口径面积;v为口径效率;a为口径半径。

1.2.2 透镜的设计计算单面透镜剖面是以辐射器到透镜口径上任一点的光程都必须相等为依据。

如图1所示经过任一点P的光程应等于沿轴线的光程。

若采用直角坐标,设O点到透镜顶点的焦距为f;P点的坐标为(x,y),则根据和的关系可得:(n2-1)x2+2(n-1)fx-y2=0(7)式中:n为透镜的折射率。

透镜的厚度d′可用下式表示:d′=--1(8)在喇叭口径外部,把透镜分成4个相等的扇形台阶区域,设第i个相对于z轴的厚度为di,则第i区与喇叭口径的距离为:di=(i-1)λ04(n-1), i=1,2,3,4(9)图1 透镜天线的二维图2 仿真与参数分析2.1 仿真本文采用基于时域有限差分法(FDTD)的HFSS软件进行仿真,其仿真模型如图2所示。

仿真参数在计算机优化后[8],得到具体尺寸如下:波导口径半径平行波束区长度L=50 mm;喇叭口径喇叭长度抛物面直径为高度为20.29 mm;介质高度填充介质为聚四氟乙烯天线总长度L1=175.3 mm;抛物面焦距9],用于处在Ku波段15 GHz频段的辐射。

图2 仿真模型2.2 参数分析加介质及未加介质时远场增益的三维方向图如图图4所示。

图3 加介质时远场增益的三维图加介质时远场的二维方向图及天线驻波比如图5,图6所示。

图4 未加介质时远场增益的三维方向图图5 加介质时远场的二维方向图图6 加介质时天线的驻波比仿真数据表明,加介质使得天线在z轴的方向性变好,增益达到了20.28 dB;驻波比为1.026;旁瓣增益相对较小。

可见,对于该介质喇叭天线,有无介质透镜对天线主方向的特性有较大影响,引入损耗小的介质有效提高了天线工作性能的稳定性。

可以预见,优化透镜以及喇叭口径的尺寸,其波瓣宽度会继续变窄,两个副瓣的电平继续下降,增益会继续提高。

同时,加介质还可以防止在高功率辐射时空气被击穿的现象发生[7]。

3 结语通过HFSS仿真结果可以看到,喇叭口径面在附加了介质透镜后,波瓣变窄,增益得到了显著的提高,且该天线具有较好的方向性,同时该天线还具有结构简单、加工方便,成本低的特点。

介质材料应用于微带天线是新型高增益天线的一个重要发展方向。

这种研究对于媒质在天线中的应用具有较好的指导作用,而且对小型化高增益天线的开发具有重要的参考价值。

对圆锥喇叭天线辐射TM01模具有参考价值,同时可满足课题组的要求。

参考文献[1]吴春柏,翟宏,徐德忠.C波段圆锥波纹喇叭天线[M].北京:电子工业出版社,2009.[2]YU Dao-jie. Near-field region propagation model of typical plane antenna for HPM[C]//8th International Conference on Electronic Measurement and Instrument. Xi’an: ICEMI, 2007: 2100-2103.[3]林昌绿,聂在平.天线工程手册[M].北京:电子工业出版社,2002.[4]袁海军.用于辐射高功率轴对称模的透镜天线的研究[M].长沙:国防科技大学出版社,2005.[5]王文祥.微波工程技术[M].成都:电子科技大学出版社,2006.[6]梁铁柱,黄文华,黄惠军,等.高功率微波主模喇叭天线的研究[M].北京:电子工业出版社,2009.[7]TAN C Y, SELVAN K T, VENKATESAN V. Investigations on metallic sphere-inserted conical horn[J]. IET Microwaves, Antennas and Propagation, 2009, 3(4): 714-721.[8]CHEN Mo, WU Tao, XU Jin-ping. Analysis of dielectric loaded complex horn gaussian beam launcher by hybrid technique of FEM and gaussian mode expansion[C]//Proceeding of Infrared Millimeter Waves Conference. Nanjing: IRMMW, 2006: 130-140.[9]GAGNON N, PETOSA A, MCNAMARA D A. Thin microwave phase-shifting surface lens antenna made of square elements[J]. Electronic Letters, 2010, 46(5): 327-329.[10]GAGNON N, PETOSA A, MCNAMARA D A. Comparison between conventional lenses and an electrically thin lens made using a phase shifting surface (PSS) at Ka band[C]//Proc. of Loughboroug Antennas and Propagation Conference. Loughborough, UK: LAPC, 2009: 117-120.。

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ku波段目标探测文献

ku波段目标探测文献

ku波段目标探测文献全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：Ku波段目标探测是一种利用Ku波段雷达技术对目标进行探测和跟踪的方法。

Ku波段指的是波长在12-18GHz之间的微波频段。

Ku波段雷达技术在军事、气象和地球科学领域都有广泛的应用，可以实现对地面、海洋或大气中的目标进行高分辨率的探测和监测。

Ku波段目标探测技术主要通过雷达系统发射脉冲信号，然后接收目标反射回来的信号，并通过信号处理技术对目标进行分析识别。

Ku 波段雷达系统具有高分辨率、高精度、高灵敏度等优势，能够实现对目标的快速、准确的探测和跟踪。

Ku波段目标探测技术在军事领域有着重要的应用。

通过Ku波段雷达技术，可以实现对敌方目标的快速探测和跟踪，为军事作战决策提供必要的情报支持。

Ku波段目标探测还可以用于军事侦察、目标定位、导弹预警等领域，提高军事作战的效率和成功率。

在气象领域，Ku波段目标探测技术可用于对大气中的降水、云团等目标进行监测和预警。

通过Ku波段雷达系统可以实现对降雨量、降雪量等气象参数的实时监测，为气象预报和灾害预警提供重要数据支持。

Ku波段目标探测技术是一种高效、精密的目标探测方法，具有广泛的应用前景和重要意义。

随着雷达技术的不断发展和进步，Ku波段目标探测技术将在各个领域发挥更大的作用，为人类社会的发展进步做出积极贡献。

第二篇示例：随着科技的不断发展，人们对于目标探测技术的要求也越来越高。

而在目标探测技术领域，Ku波段目标探测技术备受关注。

Ku波段是一种较高频率的微波波段，其波长短，穿透力强，适用于目标探测和监测。

本文将着重介绍Ku波段目标探测技术的研究现状以及未来发展方向。

Ku波段目标探测技术主要应用在雷达系统中，具有广泛的军事和民用用途。

在军事方面，Ku波段目标探测技术可以用于探测敌方目标，进行侦察监视等作战行动。

在民用方面，Ku波段目标探测技术可以应用于气象预报、地质勘探、资源勘测等领域。

Ku波段目标探测技术的研究对于提高国家安全水平和促进社会发展具有重要意义。

KU卫星系统日常调星过程

KU卫星系统日常调星过程

KU卫星系统日常调星过程KU卫星系统的室外设置主要包括：卫星天线和ODU。

长时间受自然环境影响卫星天线可能出现偏移，导致KU节点无法正常工作。

需要通过频谱仪对KU节点进行重新调星操作，恢复其正常工作。

调星步骤主要为：对星调整、极化调整、功率调整。

调星前必须与北京卫星网控中心和香港卫星公司联系，取得对方同意后方可进行调星操作。

标签：KU卫星天线；频谱仪；调星引言KU卫星系统是民航空管“两地一空”通信保障体系中的一项重要组成部分，更是所有遥控台和机场所必须配备的传输设备之一。

但KU卫星系统的室外设备直接安装在室外，经过长年的风吹雨淋，容易使其出现电缆接头松动、连接线缆老化、设备接口处密封不良、接口有流水痕迹和天线偏移等现象，无论出现哪种现象都会导致此KU节点无法正常工作。

而天线偏移现象是影响KU节点正常运行的主要原因，更是最难排查的原因。

当KU节点出现天线偏移时，需要维护人员到现场对此KU节点重新进行调星工作，尽快使其恢复正常通信工作。

1 准备工作沈阳管制区内使用的KU节点的室外设备主要由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成，只有沈阳KU节点的室外设备主要由4.5米天线和EFDATA 80W ODU组成。

当某KU节点出现天线偏移现象导致其无法正常使用时，需要对问题KU节点进行调星操作。

操作前维护人员必须先与北京卫星控制中心和香港卫星公司联系，在对方同意此次调星操作并能够在我方调星过程中提供必要的人员配合后再进行其他调星准备。

调星准备：需要事先确定需要调星操作的KU节点室外设备所处的精确坐标和海拔高度、携带测量频率范围大于13GHZ的频谱仪及相关射频线缆、三通和隔直器、笔记本电脑及相关软件和监控线缆、鱼嘴钳等工具。

2 具体方案现以室外设备由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成KU节点为例。

此类KU节点室外设备使用的低噪声放大器为LNC。

首先，用笔记本电脑连接ODU，使用室外单元监控软件将其射频接收频率由12706MHZ调为12253MHZ。

ku粘度测试标准

ku粘度测试标准

ku粘度测试标准粘度测试是评估液体流动性和黏滞性的一种常见方法，通常使用粘度计进行测量。

粘度测试标准是为了确保粘度测试结果具有可比性和准确性而制定的一系列规范和标准。

以下是一些常见的粘度测试标准的参考内容：1. ASTM D445：这是美国材料和试验协会（ASTM）发布的粘度测试标准之一，适用于液体石油产品的粘度测量。

该标准描述了使用可调温度粘度计测量液体石油产品粘度的方法和程序。

2. ISO 3104：这是国际标准化组织（ISO）发布的测定液体石油产品粘度的标准。

该标准规定了测定液体的运动粘度（运动粘度是粘度与密度之间的比值）的方法。

3. GB/T 265：这是中国标准化组织发布的石油产品粘度测定方法的标准。

该标准将粘度测定分为两种方法：运动粘度法和动力粘度法，用于不同类型的液体石油产品。

4. DIN 53019：这是德国标准化协会发布的测定液体粘度的标准。

该标准描述了粘度测定使用的旋转粘度计的操作原理和程序。

除了上述标准之外，还有许多行业和应用领域特定的粘度测试标准。

例如：- 食品工业：Viscosity measurement of foodstuffs at high shear rate using a rotational viscometer（BS EN ISO 3219）- 医药工业：Determination of the viscosity of simple and complex fluids using vibrational viscometers（ASTM D7483）- 涂料工业：Test method for apparent viscosity of paints and related materials by pseudoplastic（带塑性体的）rheometry （ASTM D1903）- 石油工业：Standard Test Method for Dynamic Viscosity and Density of Liquids by Stabinger Viscometer（ASTM D7042）这些粘度测试标准通常描述了样品的准备要求、仪器和设备的规范、实验条件（如温度、压力、转速等）、测量程序和数据分析方法等内容。

国内常用Ku频段卫星参数表201407

国内常用Ku频段卫星参数表201407

国内常用ku频段卫星参数王洪成信标频率极化方式信标波束单线极化卫星工作方式为发水平收垂直中星6a20109发鑫诺6号125e1750mhzc转发器
国 内 常 用 Ku 频 段 卫 星 参 数 （王洪成）
卫星 亚洲4号
2003.4发
轨位/别名
信标频率/极化方式/信标波束
转发本振
卫星转发器及波束覆盖简介
替亚洲2号
亚洲5号
2009.9发
H 12251.25 MHz V 12749.75 MHz
H 951.25 MHz V 1449.75 MHz H 1449.3 MHz V MHz H 1449 MHz
C 转发器：36M*24、72M*2、4个备用转发器，TWTA 65W带线性器。覆盖亚洲、太平洋、中东和俄罗斯等区域。 1748 MHz Ku转发器：54M*14、4个备用转发器，TWTA 150W带线性器或ALC，带铰链功能。Ku共3个波束：东亚波束为0-12个转发器； 南亚波束0-8个转发器；可移动波束为4-8个转发器，东亚与南亚和移动波束可实现波束交链，美国劳拉空间。 C 转发器：36M*28，带线性器，线极化，TWTA 65W，覆盖亚洲、中东、俄罗斯、澳大利亚等地区。 Ku转发器：东亚波束：54M*17，带线性器或自动增益控制，TWTA 150W，线极化， 覆盖中国及周边国家和地区，上行14.0014.50GHz 13.745-13.905 GHz 下行12.25-12.75GHz 11.46-11.62 GHz；南亚波束：调转式波束示范： Ka转发器：一个Ka波束，覆盖中国及东亚部分地区。美国劳拉空间。 1748 MHz C 转发器：*38，TWTA 60W，覆盖亚洲、澳大利亚、新西兰、太平洋岛国和夏威夷。 Ku转发器：54M*16，TWTA 139W，带固定增益控制和ALC。波束1：中国；波束2：中国、印度以及朝鲜半岛，美国劳拉空间。 C 转发器：*38和 TWTA 64W带线性器，覆盖亚洲、澳大利亚、新西兰、太平洋岛国和夏威夷，双线极化。 Ku转发器：54M*1、36M*11，TWTA145W带线性器，覆盖大中国区，单线极化，法国阿尔卡特。