高功率近场卡塞格伦天线的设计

2 设计及实验结果
根据指标要求，利用电磁仿真软件优化设计并加工了一个X频段的近场卡塞格伦天线，对其电性能进行实际测量，比较了馈源的仿真结果和测量结果。其中，该天线系统的各个部分尺寸如下：
指数型多模喇叭尺寸：d1=0．05 m，d2=0．266 m，L1=0．013 m，L2=0．507 m；指数方程参量：a=1，c=0，k=0．333，g=3。
双曲型介质透镜尺寸：F=0．5 m，f=0．465 m，n=1．5，θ0=14．9°，介质透镜的材料选用聚乙烯。
近场卡式天线主、副面尺寸：Dm=2．2 m，Vs=0．332 m，F=0．836 m，f=0．126 m，θ=66．58°。
如图5所示是近场卡塞格伦天线实物。该天线在微波暗室进行测量。由图6可以看出，介质透镜外表面的最大电场小于110 V／m，当输入功率为600 mW时，满足式(5)，因此该馈源的功率容量大于600 mW。

图7和图8分别示出加载介质透镜的指数型多模喇叭E面和H面的仿真结果和测量结果。通过对比可以看出，实测结果与仿真结果吻合良好，说明馈源设计符合要求。

图9和图10分别给出设计的近场卡塞格伦天线水平面(E面)方向图和俯仰面(H面)方向图的测量结果。测量结果表明，设计的天线电性能完全满足指标要求。这也说明指数型喇叭是一种高效率馈源，而且具有高功率容量和轴对称的方向图，适合用来作为高功率近场卡塞格伦天线的馈源。

3 结 语
系统地给出了高功率近场卡塞格伦天线的设计方案。针对高功率微波天线对馈源高功率容量和良好辐射特性的要求，选择用内壁光滑的指数型多模喇叭。对多模喇叭口面加载介质透镜，以满足对天线副面进行平面波照射。通过优化设计，最终获得了功率容量大于600 mW的X频段高功率近场卡塞格伦天线，且实测结果与仿真结果吻合良好。由此证明该设计方案的可行性。