四口径多波束天线设计：收发共用与性能优化

"这篇论文探讨了四口径多波束天线的设计，特别是在Ka频段通信卫星中的应用。文章比较了单口径单馈源、单口径多馈源和多口径单馈源三种天线形式，分析了各自的优缺点。在考虑收发共用的技术中，作者选择了双频馈源技术，而非频率选择面，来实现天线的收发功能。文中详细阐述了天线设计的各个关键环节，包括波束设计、反射面参数的选择、馈源设计以及馈源阵列的布置。通过仿真模拟，验证了设计的四口径天线在增益为40dB时，所有波束能够良好重叠，且天线的载干比（C/I）值超过18dB，符合预设的设计指标。" 本文是《电子设计工程》期刊第27卷第6期中的一篇论文，由王路阳和万继响共同撰写，他们来自空间技术研究院西安分院。作者在2018年5月提交了稿件，研究重点是多口径多波束天线技术，特别是收发共用的实现。多波束天线因其空间隔离和大区域覆盖能力而在卫星通信中备受关注。文中提到的反射面天线是最常见且成本较低的选择，但它有多种结构形式，如单口径单馈源、单口径多馈源和多口径单馈源。 单口径单馈源虽然结构简单，但存在交叠增益低、波束扫描变形和C/I低的问题。而单口径多馈源和多口径单馈源则在提高增益和降低副瓣电平方面表现出优势。对于收发共用，文章讨论了频率选择表面和双频馈源两种方法，最终选择双频馈源，因为它在减少反射面数量的同时，能有效地实现收发功能。 在设计过程中，作者设定了天线的各项性能指标，并详细研究了如何优化波束设计、反射面参数、馈源结构和馈源阵列布局。通过仿真模型验证了设计的有效性，所设计的四口径天线在高增益下实现了波束的完美交叠，同时保证了高的C/I值，满足了设计需求。这一成果对于优化卫星通信系统的性能和降低成本具有重要意义。