全金属增材制造的单立体双波导罗特曼镜头在K/Ka-频段
Nelson J G Fonseca1, Sophie-Abigaël Gomanne1, José Rico-Fernández2
1European Space Agency, 2200AG Noordwijk, The Netherlands.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 29, 2023
概括
一个新的,全金属的Rotman镜头用于卫星通信被添加制造. 这种K/Ka频段光束制造器表现出低损耗和稳定的性能,为集成天线系统铺平了道路.
科学领域:
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 微波工程 微波工程
- 天线系统天线系统
背景情况:
- 罗特曼镜头是阶段阵列天线的关键准光学光束形成器.
- 罗特曼镜片的传统制造方法可能是复杂和昂贵的.
- 增材制造为集成的单件组件制造提供了潜力.
研究的目的:
- 设计和实验验证一个全金属,增材制造的10x10罗特曼镜头.
- 实现宽带运行,覆盖K/Ka频段卫星通信频率 (17.3GHz至30GHz).
- 为了优化垂直3D打印的设计,尽量减少支结构.
主要方法:
- 一个双边缘波导罗特曼镜头的设计.
- 单立体镜片的增材制造.
- 实验验证,包括S参数测量和相位错误分析.
- 综合数组因子来评估束形稳定性.
主要成果:
- 成功制造了一个单部件,全金属的罗特曼镜头.
- 测量的插入损失为0.5dB (下段) 和0.8dB (上段).
- 在整个工作频段中,反射和合系数低于-11.5dB.
- 在测量中,剩余相位误差的标准偏差低于10°.
- 在K/Ka频段证明了稳定的光束成型功能.
结论:
- 增材制造可以创建复杂的,单质的罗特曼镜头.
- 制造的镜头符合K/Ka频段卫星通信的性能要求.
- 这种单体设计是集成天线系统的重大进步.
- 这种方法适用于平面数组中紧的双堆配置.
