随着商业航天产业的飞速发展,用于保障卫星业务的地面测控站也在不断地建设,天线是该类测控站最前端、最重要的信号收发设备,而作为天线心脏的馈源系统是天线能够实现精准跟踪卫星和星地通信与测控的关键部件。本文对单脉冲自跟踪馈源系统进行了深入的研究,并根据工程需要设计了一款X频段紧凑型单脉冲跟踪馈源系统,所做的主要工作有:1.系统研究和分析了单脉冲自跟踪馈源系统的方案。首先,结合理论和实际工程经验,通过综合对比各种跟踪馈源系统方案的优劣,选定采用TE21/TE11多模自跟踪体制;其次,依据技术指标要求,给出了紧凑型共喷口喇叭单脉冲自跟踪馈源系统的组成和原理框图,确定了该馈源系统顶层设计方案。2.对馈源喇叭进行了研究设计。采用BOR-FDTD方法结合CMA-ES策略对光壁喇叭馈源参数进行优化,解决了参数多、计算量大的问题,设计了一款X频段高性能、结构紧凑的赋形光壁喇叭,给出了喇叭性能的计算结果,性能良好,验证了该方法的正确性。设计了一款X频段结构紧凑、性能优良的新型TE21模耦合器。主波导和副波导均利用差模传输和反射的方法,多次耦合TE21模,在保证电气性能的前提下,缩短了该耦合器的长度。设计了圆波纹形式的宽带圆极化器,采用在圆波导内加载电感膜片的方式使得这种圆极化器的尺寸较传统的宽带圆极化器减小三分之一,实现了小型化的要求。采用模式匹配和孔耦合理论,设计了宽频带、免调试的正交模耦合器（OMT）,这款耦合器与传统耦合器相比,在保证驻波比和端口隔离度等性能要求的前提下,实现了小型化结构设计和免调试设计。3.完成了 X频段小型化馈源系统样机的加工与测试验证。馈源系统测试的电压驻波比小于1.2:1,端口隔离度大于21dB,轴比小于0.75dB,馈源的照射电平为-13dB左右,差波束方向图的零深大于30dB,零深跟和波束方向图波峰值归一化值大于35dB,与设计结果是比较吻合的,从而验证了设计方法的正确性。该小型化馈源系统与传统器件的馈源系统对比,在各项电气性能指标相同或略优的情况下,其尺寸减少约30%,实现了紧凑型的设计。