虽然21世纪是一个固态半导体器件占重要地位的时代,但是微波器件在很多领域仍有着巨大而且广泛的应用。因为随着微波波长达到毫米级,固态器件已不能满足高频率的要求,从而许多微波器件相继产生。可以最早追溯到上世纪50年代就有不少科学家对高功率微波进行研究,世界上许多国家都对其高度重视就是因为它在军事上和民用上有广阔的前景。高功率微波在通讯系统、雷达系统及在科学研究、工农业生产中都具有极其广泛的应用。在1970之后,军事和科学研究使得高功率微波为了满足更高峰值功率、更高频率的微波源的规定从而获得了广阔的前景。对高功率微波的研究和探索,不仅包含了探讨微波产生的新原理、新器件的研制工作,还包含了对高功率微波应用的研究,这些就推动了高频微波天线辐射技术的发展。众所周知,高频微波辐射技术是高功率微波技术应用的一个极为重要环节,决定着能否将微波有效辐射出去,同时使大部分能量作用到目标上。传统的天线技术已经研制得相当成熟,很多传统的天线技术可以直接应用于高频微波天线,然而,当前高功率微波源(高功率微波回旋管TM01等)的几何结构都是对称的,其最终的输出模式都是圆波导对称模即TM0n模、TE0n模,这种模式无确定的极化方向,并且其辐射呈不理想的空心状。这样的模式若直接激励天线输出,将会有增益低、能量分散等大问题。为了获得理想的天线发射,就必须对辐射系统重新设计。1.由于一般圆锥喇叭天线运用于辐射TE1 1模,辐射TM 01模存在很大的缺陷,为了满足小型化,高功率,最大辐射方向在天线轴向和较高增益的规定,在这一章中介绍了一种4个扇区的介质透镜天线,运用扇形台阶装载到喇叭口径的前端,其一为了进行相位补偿,另外把天线的方向性变好。用HFSS仿真软件表明,所介绍的ku波段的透镜天线具有较好的方向性和增益。2.基于一般矩形喇叭天线多用于TE1 1模的辐射,针对高功率,较高增益以主瓣3dB宽度较大和副瓣电平低的要求,本文提出了矩形波纹喇叭天线,波纹采用矩形的形式加载在喇叭部分,可以降低副瓣电平和交叉极化电平,并使得天线的增益变好。本文利用CST仿真软件分析表明,所设计的20GHz的天线具有较好的低副瓣电平和高增益。3.针对全向性,低损耗以及馈电结构较好的要求,对全向微带天线进行了研究,提出了一种双面贴片天线,共用一个接地板。该微带阵列天线反射损耗小于-10dB的绝对带宽为3GHz。利用CST仿真软件分析表明,所设计的Ku波段微带天线在E面的波束宽度为43. 50 ~77.10,H面的不圆度在1dB,满足课题组的要求。