作为移动通信不可或缺的重要领域,卫星通信的历史由来已久,应用前景广阔。其中,反射面天线因其高增益、功率容量大与结构稳定等优势一直是卫星通信中应用最为广泛的天线形式之一。常见的单反射面天线有前馈反射面与偏置反射面之分。近年来,系统化、多频段以及小型化需求逐渐成为反射面天线主要的研究趋势。而反射面天线的多频段化实际上就是对馈源系统的多频段工作要求。基于此,本文将馈源系统的多频段设计作为研究目标,以下是本文的主要工作:1.反射面天线的发展历史与原理阐释。首先介绍反射面天线在国内外的发展以及相关研究进展。由于本文的应用场景为单偏置反射面天线,因此接下来的重点就是对其光学特性进行分析阐述。然后简要描述了馈源系统的组成框架,从性能指标、基础原理、常见种类等方面对波纹喇叭、分频器、正交模耦合器、圆极化器与波导滤波器等器件进行了介绍与分析。2.多频段馈源喇叭的研究。在阐释了波纹喇叭多频段工作的基本原理后,先是介绍了传统直槽加载波纹喇叭的优缺点与应用场景。紧接着提出了一种应用于单偏置反射面天线的三槽深加载的斜槽波纹喇叭。相比起直槽波纹喇叭该改进型喇叭的照射范围更为宽广,引入的三槽深波纹槽分别工作于不同的频段,在倍频比达到3.75的情况下仍然可以保持30°的照射角,其边缘照射电平在-12d B～-18d B之间,保证了馈源的照射效率。之后对两种波纹喇叭分别进行了设计与分析比对,结果验证了设计的可行性。3.X与K频段馈源系统的设计。根据设计指标与实际工程需求设计了两款分别工作于X与K频段的馈源系统,核心问题在于同频正交模耦合器的设计。之后分别对波纹喇叭、圆极化器以及其余的过渡部件进行了仿真设计与实际加工测试,最后分别对两馈源系统与实际所要求的反射面进行了联合仿真,验证了馈源系统的整体性能。4.C/X/Ku三频段馈源系统的研究。首先介绍了三频段馈源系统的指标要求与工作方式,接着对系统多频段工作的核心器件分频器进行了原理分析与仿真设计。选择四壁对称开孔的结构以避免激励起高次模,由于倍频比和馈源系统尺寸过大,仿真过程中进行了四分之一切分处理,通过设置对称边界来模拟完整模型。接着进行了馈电网络的设计,主要包括十字转门,弯折波导,功分器、波导滤波器以及过渡器件等,然后与三频段馈源喇叭进行了整体仿真。最后将馈源系统与反射面进行联合仿真,结果显示馈源系统的传输与辐射性能良好。