《微波與毫米波超寬頻天線研究》是依託河海大學，由殷興輝擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：微波與毫米波超寬頻天線研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：殷興輝
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太陽耀斑的研究目前依然是國內外太陽物理研究的熱點。硬X射線和微波毫米波觀測是研究太陽耀斑中高能電子屬性的兩種基本手段。目前，美國RHESSI已經對X射線實現了高時間高能譜的觀測，因此，寬頻帶的微波與毫米波頻譜觀測這一手段顯現出極為重要的科學和實際意義。. 微波與毫米波太陽頻譜觀測，目前國內外有以下突出的關鍵技術需要研究解決：跨越C波段、X波段、Ku波段、K波段、Ka波段、U波段等多個不同波段的微波與毫米波超寬頻天線技術。本項申請針對目前國內外研究中遇到的這一關鍵技術問題開展相關研究，提出一種超寬頻天線的新設計方法和新的最佳化方法，研製新型微波與毫米波超寬頻天線，解決8GHz～60GHz太陽輻射的超寬頻天線技術問題，在國內外率先實現52GHz頻寬的超寬頻帶太陽射電觀測，解決太陽爆發的微波與毫米波頻譜診斷、日冕磁場的診斷和高能粒子的加速機制等科學問題。
結題摘要
本項目重點研究在微波與毫米波頻段開展太陽射電頻譜觀測的技術方法，研究目標為解決目前跨越多個波段的微波與毫米波太陽射電頻譜觀測套用中的重要問題，本項目對研究太陽爆發的微波與毫米波頻譜診斷、日冕磁場的診斷和高能粒子的加速機制具有重大的科學意義，並以此為基礎解決我國的微波與毫米波太陽射電天文技術領域的重大難題，又具有重大的工程意義。 研究工作取得了以下重要結果： 完成了超寬頻天線載入反射腔影響輸入端駐波特性和輻射特性的理論分析；完成了超寬頻天線載入表面形狀影響輸入端駐波特性和輻射特性的理論分析；完成了超寬頻天線載入活塞影響輸入端駐波特性和輻射特性的理論分析；完成了超寬頻天線載入間距影響輸入端駐波特性和輻射特性的理論分析。 提出了一種新的毫米波超寬頻天線設計與最佳化方法，套用微波網路理論與技術調節和匹配超寬頻天線的輸入阻抗，消除了現有超寬頻天線與同軸線之間產生的來回反射電磁波，實現了毫米波超寬頻天線頻帶的進一步展寬。通過在喇叭輻射段與輸入饋電段之間增加連續的過渡結構，並且在載入曲線上設定平滑的指數擴展部分，改善了毫米波頻帶低端的駐波比性能，擴展了微波與毫米波超寬頻天線頻帶。這種最佳化方法使得超寬頻天線的輸入駐波特性可以靈活調節，根據觀測波段所要求的喇叭內部特性阻抗，最佳化出最佳形狀的過渡結構，最終實現了超寬頻天線的輸入直波導與輸出喇叭段完全匹配，實現了太陽接收信號能量經喇叭段由過渡結構無損耗地全部傳輸進入直波導。 在國內首次實現了太陽射電系統的全自動試觀測，自動完成天線的方位和俯仰系統校零，自動按照全功率輻射計定標方案進行天線定標，自動完成輻射溫度與輸出電壓的換算，天線自動尋找太陽並進入跟蹤狀態，自動完成太陽射電輻射的天線溫度參數反演，實現了整個觀測系統自動依次進入天線校零、天線定標和自動跟蹤觀測三個狀態的正常工作。
