X波段角锥喇叭天线的研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

天线是在无线电设备中用来接收或发射的电磁设备，凡是利用电磁波来传递的信息，都依靠天线进行工作。天线按用途可分为通信天线、广播天线、雷达天线等。随着当今世界科技的发展，天线的应用领域也变得更加广泛，已经成为无线电通信、移动通信、手机测试、广播电视、卫星通信、雷达导航、环境监测等领域中的重要组成部分。在测试系统中，天线更是必不可少的器件之一，而且天线的损耗、方向性、效率等因素对整个测试系统的可行性、精度等都有着重大的影响。一般常见的天线结构为线天线、环天线、面天线、喇叭天线、介质天线、微带天线和裂缝天线等。其中喇叭天线是微波频段上广泛使用的天线，具有如下优点：较高的增益、较好的方向性、较低的电压驻波比、工作频带宽、功率容量大、重量轻和易于制造等。

2. 国内外研究现状分析

为解决在通讯卫星上使用c频段下行链路频带天线存在辐射稳定性和中继天线接收问题，中国传媒大学信息工程学院的冯庆玉和杜汪洋提出一种双模圆锥喇叭天线的优化设计方案，计算出了天线结构尺寸，应用hfss对其进行仿真，给出了仿真结果，结果表明天线具有结构简单，辐射方向图较好的特点。最后得出结论采用新材料可以在不大量增加卫星符合的情况下提高天线的性能。

1995年，国防科技大学的刘克成等人提出了超宽带圆锥tem喇叭天线的设计方案，分析和设计具有波形保真性能的tem喇叭的新概念和计算方法，介绍了实际制作的加脊圆锥tem喇叭，并给出了实验结果，表现它具有良好的阻抗特性和波形保真性，对瞬变场和超宽带雷达的研究具有很好的理论和实用价值。

2010年，中国科学院光电研究院王佑贞等人提出了x波段圆极化天线的设计与实验，用于地检设备子系统中。天线的圆极化性能是通过金属螺钉在圆波导的管壁对称地插入，等间隔排列来实现的，螺钉直径与插入深度由计算机得出。为实现信号的低反射馈入，馈电端口采用了矩-圆波导转换器，完成了从矩形波导过度到圆形波导。天线的辐射器采用了传统的圆锥喇叭。使用cst微波工作室仿真该天线，并调整各部分的尺寸，使天线性能最优化。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本课题要求设计一款工作于x波段的角锥喇叭天线，工作频率为8ghz-10ghz，带内驻波比小于1.5，带内增益大于10db。通过hfss软件仿真，对仿真出的喇叭天线模型计算驻波比，增益和方向图等参数，分析喇叭天线的性能。

研究计划:

4. 研究创新点

本研究将通过HFSS仿真软件设计出一种具有结构简单、功率容量大和高增益角锥喇叭天线，并在X波段具有良好的频率特性和定向辐射性能