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1、电子科技2008年第21卷第10期Ka频段双频圆极化器小型化设计李方,鄢泽洪,张天龄,刘兵(西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室,陕西西安710071)摘要文中为实现Ka频段波导馈源系统小型化,讨论了一种介质插片双频圆极化器的小型化方法,提出了一种通过改变介质插片有效介电常数从而有效缩短原极化器尺寸的方法。这种圆极化器结构简单,便于加工和调试。进行了仿真设计,制作了实物并进行了测试。小型化圆极化器实测与仿真结果吻合较好:带内驻波<112、插入损耗<012dB、两正交线极化波相位差为90b?2b。关键词Ka频段;双频;圆极化器;介质插片+中图分类号
2、TN820111文献标识码A文章编号1007-7820(2008)10-015-04ADesignoftheCompactCircularPolarizerOperatingintheKaDualBandLiFang,YanZehong,ZhangTianling,LiuBing(NationalKeyLaboratoryofAntennasandMicrowaveTechnology,XidianUniversity,Xipan710071,China)AbstractToreducethesizeofthewaveguidefeedsystemint
3、heKaband,astudyismadeofthemethodforachievingacompactcircularpolarizerwithadielectricseptuminsertedincircularwaveguideoperatingindualband.Anewmethodofchangingtherelativepermittivityofthedielectricseptumtoshortenthepolarizereffectivelyisproposed.Polarizersofthiskindhavetheadvantage
4、sofsmiplestructureandeasymanufacturingandtesting.Thepolarizerisdesignedandmanufactured,andthemeasuredresultsagreewellwiththesmiulatedones:VSWR<112,insertionloss<012dB,andphasedifferenceis90b?2b.KeywordsKaband;dualband;circularpolarizer;dielectricseptum文中所从属的科研项目为设计Ka频段反射面此,圆极化器的设
5、计就成为了波导馈源系统设计[1]天线设备,要求天线双频圆极化并且结构紧凑。的重中之重。波导圆极化器的种类比较多,如系统要求天线收发中心频率比为115B1,带宽十字形波导圆极化器,是通过波导移相网络来实500MHz,轴比<113dB。现圆极化;还有波导宽壁的交叉槽圆极化器,通圆极化器是圆极化天线波导馈源系统的重要过在矩形波导的适当位置上开两个互相垂直的交组成部分,它的性能好坏直接影响到天线的轴比叉槽,只要交叉槽满足适当的条件,就能辐射圆性能,而轴比又是限制天线带宽的瓶颈之一,因极化波。但是这两类的圆极化器结构复杂,而且体积较大,应用在地面便携站天线中并不太
6、合适。收稿日期:2007-12-12应用比较多的波导圆极化器,一般是采用圆波导作者简介:李方(1982-),男,硕士研究生。研究方向:高或方波导加载移相元的方法来实现。这种圆极化频波段反射面天线馈源系统的宽频带及小型化。鄢泽洪器的轴比和插入损耗可以做得比较小,重量和体(1964-),男,教授,博士,博士生导师。研究方向:移动卫积也很小,因此无论在航空航天,还是在地面站星通信天线,伺服控制技术等。张天龄(1981-),男,博士研中都得到了广泛的应用。此种圆极化器又有多类究生。研究方向:波导馈源系统。刘兵(1983-),男,硕士[2]结构,其中,移相元为金属
7、膜片的圆极化器结研究生。研究方向:微带天线,分形天线和相控阵天线等。15Ka频段双频圆极化器小型化设计[4]构较为复杂,性能受加工精度影响较大;移相元Bx和By的值由式(1)确定。式中,Eeffx与[3]为金属螺钉的圆极化器调试过程繁琐,不便于Eefy分别为两正交方向上的有效介电常数,它们随批量生产。另一类移相元是介质插片,该类圆极介质片厚度变化而变化,且随介质插片的相对介化器是利用介质插片,使通过其中的等幅同相的电常数Er的增加以不同斜率变化。两有效介电常两正交线极化波产生相位差来实现圆极化的。垂数一般是不相等的,介质插片的相对介电常数Er直或平行于介
8、质插片的两正交线极化波在通过圆越高,两正交方向的相移常数Bx、By的差值越大。极
