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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

摘要：本发明公开了一种基于反射面天线焦面场采样相控阵馈源的最优化设计方法，它涉及通信、测控以及射电天文等领域中的高性能多波束天线技术，旨在提供一种高效率和低通道数的高性价比的相控阵馈源设计方法。本发明方法通过分析不同焦径比和不同扫描角时反射面天线焦平面场的特性，研究焦面场最优采样时相控阵馈源的参数选取原则，总结了天线口径效率与PAF设计参数之间的关系，给出了相控阵馈源最优单元间距与焦径比的关系曲线，导出了PAF单元数量的计算公式，并给出了一个PAF的设计实例和性能分析，验证了设计方法的有效性。该方法适合用于射电天文、卫星通信以及深空探测等领域馈源的设计。

主权项：1.一种基于反射面天线焦面场采样相控阵馈源的最优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1计算相控阵馈源尺寸和焦径比一定时天线口径效率随着扫描角度的增大而降低的情况，总结出口径效率分别大于60％和70％时天线能够实现的最大扫描角度，并制作最大扫描角度图；2根据工程中对天线口径效率和扫描范围或者视场的要求，查找最大扫描角度图，确定天线的焦径比和相控阵馈源的采样范围；3计算相控阵馈源尺寸一定的情况下天线口径效率随单元间距的变化规律；由于天线的最大口径效率是固定的，单元间距变小，则单元数量增多，而口径效率不会明显增加，据此确定最优单元间距；所述最优单元间距是当天线口径效率达到最大值时，需要的单元数量最少时的单元间距；根据不同排布方式的最优单元间距制作不同排布方式对应的最优间距图；4根据焦径比和采样范围，查找最优间距图，确定相控阵馈源的排布方式和对应的最优单元间距，选择最优单元间距最大的排布方式；5根据以下公式确定单元数量N： 其中，Nx为x轴上的单元数量，由下式计算； 其中，de为步骤4中所选排布方式所对应的最优单元间距，rf_null为步骤2中确定的采样范围，即采样第几零深以内的区域，dmax为最大的波束偏转角对应的焦面场和抛物面天线焦点的距离，由下式计算； 其中，f为抛物面天线焦距，θbmax为最大的波束偏转角，BDF为波束偏转因子，由下式计算； 其中，D是抛物面天线的口径，θb和θf分别为波束偏转角和馈源偏置角；k是与f和馈源横向偏焦距离d的相关系数，取值0.3～0.7；6以步骤2确定的采样范围，步骤4所选的排布方式以及对应的最优单元间距，步骤5确定的单元数量，作为基于反射面天线焦面场采样相控阵馈源的最优化设计。

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