[發明專利]一種星載通信混合反射面天線系統設計方法

在審

• 申請號: 201910076923.8
• 申請日: 2019-01-27
• 公開（公告）號: CN109885897A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 李建軍;趙現斌;李小平;尹鵬飛;梁斌;田亞朋
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十九研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H01Q1/50;H01Q15/14;H01Q15/16;H01Q19/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種星載通信混合反射面天線系統設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：根據賦形主反射面天線的基本幾何尺寸，設計饋源F1，F2和F3；

步驟2：采用Zernike多項式表示賦形主反射面，并將表征賦形主反射面形狀的Zernike多項式的展開系數作為優化變量，利用優化算法對賦形主反射面進行優化，使其輻射方向圖能夠覆蓋服務區，從而得到優化后的表征賦形主反射面形狀的Zernike多項式的展開系數，并將該賦形主反射面記為M；將饋源F1置于賦形主反射面激勵位置，激勵賦形主反射面M，能夠得到賦形波束；

步驟3：采用最小二乘法對步驟2得到的賦形主反射面M進行擬合，得到擬合后的賦形主反射面M′；以饋源F1與饋源F2對應波束不相互遮擋為前提，確定饋源F2的位置，并利用射線追蹤法對賦形主反射面M′進行副反射面賦形設計，得到賦形后的副反射面記為S；使用饋源F2激勵副反射面S，得到點波束，并通過副反射面S及饋源F2的橫向偏焦，實現點波束的有限掃描功能；

步驟4：根據期望的固定點波束的波束指向，利用賦形主反射面M焦平面場和饋源F3喇叭口徑場共軛匹配法，得到饋源F3的最佳饋源位置；將饋源F3置于該位置，并激勵賦形主反射面M，能夠得到期望波束指向的固定點波束。

2.根據權利要求1所述一種星載通信混合反射面天線系統設計方法，其特征在于：步驟1中賦形主反射面天線的基本幾何尺寸包括天線口徑D，偏置高度h，焦距f。

3.根據權利要求1所述一種星載通信混合反射面天線系統設計方法，其特征在于：步驟3中采用最小二乘法對步驟2得到的賦形主反射面M進行擬合，得到擬合后的賦形主反射面M′的過程為：

用二次多項式

z′＝p₀+p₁x+p₂y+p₃x²+p₄xy+p₅y²

對賦形主反射面進行擬合，賦形主反射面M上的采樣點為(x,y,z)，二次多項式擬合時對應點為(x,y,z’)，利用對應采樣點的軸向誤差，根據最小二乘法構造方程組A·a＝B，式中：

a＝[p₀ p₁ p₂ p₃ p₄ p₅]^T

其中A為系數矩陣，a為二次多項式系數，N為反射面采樣點個數；求解上述方程組，得到擬合后的賦形主反射面。