介绍了无源互调(PIM)产生的机理和控制方法, 重点研究了高通量卫星多波束天线馈电系统 PIM控制技术, 通过采用馈电系统高隔离度优化设计、馈源单元法兰面扼流槽设计、馈源阵安装板 PIM源控制设计、Ka频段 PIM试验系统低 PIM设计等手段, 将某 Ka频段多波束天线馈电单元的 7阶 PIM性能控制在高低温(-60~+100 ℃)环境下≤-135 dBm, 馈源阵 7阶 PIM性能控制在常温状态下≤-140 dBm。产品的实际应用验证了所述 PIM控制技术的有效性, 在工程问题中起到指导作用。

基于3D打印技术设计、制造了一种具有波瓣等化特性的工作在 X波段的多波束龙伯透镜天线。透镜所需梯度变化的相对介电常数通过改变透镜每个单元的介质填充率得到。运用一组双模圆锥喇叭天线作为馈源, 从而产生具有波瓣等化特性的多个波束。实验证明, 该天线能够在三维空间产生多个波束, 在水平和俯仰方向覆盖 ±20o的范围, 各波束辐射特性几乎相同。天线的最高增益为 22 dBi, 3 dB波束宽度为 8o, 具有高增益和良好的聚焦特性。由于该天线制造简单、快速且成本低, 凭借其良好的工作特性, 在雷达、探测、传感等领域有着良好的应用前景。

提出了一种基于基片集成波导技术的双极化多波束天线设计方法, 利用Butler矩阵作为波束成型网络, 通过激励成对的正交缝隙辐射单元组, 实现双极化多波束辐射特性。通过配置正交辐射单元组之间的相位关系为同相或反相, 可以分别实现极化共波束和极化独立波束的多波束辐射特性, 从而适应不同无线通信场景需求, 利用空间波束分集或极化分集方式提升无线通信容量。最终, 在X波段给出了一种基于基片集成波导技术的双极化独立波束的多波束天线设计实例, 仿真结果表明该天线阻抗带宽为9.64~10.25 GHz, 对4个输入端口分别激励时可实现双极化四波束辐射, 波束增益为14 dBi, 验证了所提出的设计思想和方法。

龙伯透镜天线具有高增益、低副瓣和宽带特性, 可以实现多波束, 进行大角度扫描等优点, 主要应用于卫星通信、电子对抗等领域。但因其体积大、重量大和球形结构不易固定等缺点, 在实际应用中受到很大的限制。本文基于光学变换原理设计了一种新型的全介质平面龙伯透镜天线, 半径为60 mm, 厚度为20 mm, 在15 GHz时, 天线增益为23 dB, 半功率波束宽度为12°, 第一副瓣电平低于-23 dB。同时设计了平面和圆弧馈源阵列, 在70°范围内实现了较好的多波束覆盖。