近些年，無線電技術(shù)發(fā)展迅速，近而要求天線電氣性能也不斷提高?，F(xiàn)階 段高容量移動(dòng)通信系統(tǒng)要求天線具有可便攜、低輪廓、重量輕等特性，傳統(tǒng)反 射面天線形式已經(jīng)不能滿足要求，而平面陣列天線是具有上述特點(diǎn)的天線。 本文以當(dāng)前衛(wèi)星通信天線、雷達(dá)天線工程應(yīng)用實(shí)踐為背景，針對(duì)天線組陣中 的雙極化及圓極化特殊實(shí)現(xiàn)方法以及低副瓣要求展開研究，結(jié)合電磁仿真和試 驗(yàn)驗(yàn)證的研究方法，采用喇叭作為基本天線單元優(yōu)化設(shè)計(jì)出幾種典型的平面陣 列天線。 (1)為實(shí)現(xiàn)雙極化、低副瓣平面陣列天線， 本文采用探針饋電角錐喇叭作為 基本輻射單元，采用低損耗準(zhǔn)空氣同軸線構(gòu)建陣列饋電網(wǎng)絡(luò)，通過無源加權(quán)網(wǎng) 絡(luò)實(shí)現(xiàn)陣列俯仰面方向圖低旁瓣設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合反相饋電方法提高了天線極化 端口隔離度、降低了交叉極化電平。采用陣列周圍加載扼流槽的方法實(shí)現(xiàn)天線 方位面方向圖（兩單元）低旁瓣、寬波束覆蓋設(shè)計(jì)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明：天線交叉 極化抑制度大于 35dB，兩極化端口隔離小于-35dB。該天線的特點(diǎn)：雙線極化 共口徑輻射、極化鑒別度高、結(jié)構(gòu)緊湊。 (2)為實(shí)現(xiàn)圓極化輻射陣列天線，采用單饋電實(shí)現(xiàn)圓極化的方法，優(yōu)化設(shè)計(jì) 出單臂平面螺旋饋電階梯喇叭的圓極化輻射單元，分析了輻射單元主要電氣參 數(shù)（輻射方向圖、軸比、駐波）的寬頻帶電磁特性。以單元設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì) 加工了 8×8 陣列天線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：工作頻帶內(nèi)駐波小于 1.5，小于 3 dB 軸 比帶寬超過 23%，交叉極化電平小于-15dB。提出旋轉(zhuǎn)反相饋電方法降低子陣 交叉極化電平，樣件測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合，驗(yàn)證了組陣天線設(shè)計(jì)的正確性。 (3)為了突破 K 波段雙圓極化陣列天線技術(shù)，本文提出了一種雙圓極化波導(dǎo) 陣列天線結(jié)構(gòu),分析設(shè)計(jì)了高效率共口徑雙極化輻射單元、寬帶圓極化器、低損 耗波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)。測(cè)試結(jié)果表明:此雙圓極化波導(dǎo)陣列天線具有效率高、軸比帶 寬寬，高隔離度等特點(diǎn)，口面效率大于 76%，軸比小于 3dB 帶寬為 16.5%，帶 寬內(nèi)端口隔離大于 25dB， 該天線在要求小孔徑天線的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中具有很好 的工程應(yīng)用前景。 (4)在雷達(dá)低副瓣天線技術(shù)要求下，提出了一種終端短路饋電形式的角錐喇 叭單元形式，以此構(gòu)建出空氣介質(zhì)填充方形同軸傳輸線饋電網(wǎng)絡(luò)自支撐結(jié)構(gòu)的 低副瓣陣列天線(16×16)。空氣介質(zhì)填充的同軸線具有損耗低、易加工的特點(diǎn)。 利用不等功分網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了天線口徑的幅度加權(quán)，提出加載調(diào)諧釘?shù)姆椒ń鉀Q了 大功分比功分器端口失配的難題。天線樣件測(cè)試結(jié)果表明：駐波小于 2 的相對(duì) 帶寬為 7.5%，中心頻點(diǎn)增益為 31.8dB，頻帶內(nèi)增益大于 31.5dB， E 面方向圖 副瓣電平低于-28dB, H 面方向圖副瓣電平低于-29.5dB。該天線結(jié)構(gòu)緊湊、成本 低，具有很高的實(shí)用價(jià)值。 本論文主要工作是針對(duì)陣列天線的應(yīng)用為背景所提出的研究?jī)?nèi)容，這些研 究成果在衛(wèi)星通信、雷達(dá)探測(cè)天線系統(tǒng)中具有應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：陣列天線；喇叭單元；雙極化；雙圓極化 ；低副瓣