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本文的主要目的是根据西北工业大学“无人机特种技术”国防科技重点实验室的项目需求,为阵列式射频仿真目标系统设计一副工作于1~18GHz的超宽带天线,要求在该频段内天线的驻波比VSWR≤2.5、各频点上的增益G≥8dB。由于双脊喇叭天线不仅具备超宽带特性,还具有体积小、增益和口径效率高等优点,因此本文选双脊喇叭天线作为所要设计的超宽带天线。 根据设计指标的具体要求,论文的主要研究工作有: 一、从喇叭天线的基本理论及分析方法出发,设计了一副频率范围为8~12GHz的典型角锥喇叭天线,利用Ansoft公司的高频结构仿真软件HFSS作为天线电磁特性的分析手段,对天线的反射系数、驻波比和增益方向图进行了仿真分析。 二、对超宽带双脊喇叭天线进行研究和设计。首先,根据喇叭天线的工作特点,研究了喇叭天线扩展频带的基本理论,给出超宽带双脊喇叭天线的基本结构。其次,结合天线设计指标的要求,具体设计了一副频率范围为1~18GHz的超宽带双脊喇叭天线,并利用仿真软件HFSS对其几何结构进行建模仿真,分析了天线的驻波比,增益及方向图等电性能参数。最后,根据仿真结果对天线的馈电结构及脊体的形状进行了优化设计,得到天线最优的几何结构及尺寸,使得优化后的超宽带双脊喇叭天线的电性能参数能更好的满足所要求的技术指标。 三、 将所设计出的1~18GHz超宽带双脊喇叭天线加工成实物,在微波暗室中利用远场天线测量系统对实物天线的电磁特性进行了测量,并将测量结果和仿真结果进行比较,发现二者具有较好的一致性,这进一步说明所设计天线的指标满足设计要求,同时也验证了高频结构仿真软件HFSS在天线设计中的有效性和可靠性。 四、为了对超宽带加脊喇叭天线进行更深入地研究,最后还通过仿真软件HFSS设计了一副频率范围为2~10GHz,驻波比VSWR≤3.5,增益G≥8dB的双极化四脊喇叭天线。