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1. 研究目的与意义

喇叭天线是一类应用于军事与民用等多领域的微波天线，它具有结构简单、频带较宽、功率容量大、损耗较小、方向图易于控制等优点。

缺点是体积较大，就同一口径尺寸来说，它的方向性不如抛物面天线尖锐，抗干扰性也不高。

但是，如果合理地选择喇叭尺寸和形状，就可以取得良好的辐射特性，包括较尖锐的主瓣、较低的副瓣、较高的增益及较小的驻波比。

2. 国内外研究现状分析

上世纪90年代，随着军事的斗争对于毫米波制导技术实际需求的日益增长，以及在研制毫米波发射机和接收机方面的需求，喇叭天线获得了广泛的研究。

目前，国外的喇叭天线技术，在舰船、雷达、卫星系统等领域上有着显著的成就与突破。

随着近几年我国通信技术产业的快速发展，我国对微波天线的研究已经有了突破性的进展。

3. 研究的基本内容与计划

喇叭天线分成以下几种基本形式：①圆波导馈电的喇叭一般是圆锥喇叭；②矩形波导馈电的喇叭根据扩展的形式不同分为三种喇叭，即E面扇形喇叭(由扩展其窄边形成)；H面扇形喇叭(扩展其宽边形成)；和角锥喇叭(其宽边、窄边均扩展而形成)；③TEM喇叭④ 脊波导喇叭等。本课题主要研究圆锥喇叭和角锥喇叭这两种。通常采用近似法对喇叭天线的分析，求喇叭天线的口面场和口面辐射场。 HFSS是当今天线设计最流行的设计软件。天线、天线罩及天线阵设计仿真可以通过HFSS软件为其系统设计提供全面的仿真功能，精确仿真和计算天线的各种性能，包括二维、三维远场/近场辐射方向图、天线增益、轴比、半功率波瓣宽度、天线阻抗、电压驻波比、S参数等。 基于HFSS的喇叭天线的建模与仿真需要研究设计喇叭天线的原理，本文将建立圆锥喇叭、角锥喇叭天线的模型，通过HFSS软件仿真，对仿真出的2种喇叭天线模型分别计算驻波比、增曲线益和方向图等参数，分析其喇叭天线的性能、优缺点及抗干扰性。由于天线的方向性由主瓣宽度决定，主瓣宽度越小，说明天线辐射能量越集中，方向性越强。因此，仿真出两种喇叭天线的方向图后，改变喇叭尺寸或其他方法，使主瓣宽度变得更小，方向性越强，接近最佳设计，得到更优化的喇叭天线。同时，说明研究结果对实际天线研究领域的作用是否可满足更高的实际要求，对工程上设计此类天线是否具有一定的参考价值。具体研究计划如下：2013年2月15日2月28日 完成开题报告；3月1日3月15日 熟悉使用HFSSV13软件及设计流程；3月16日4月10日 完成2种喇叭天线的建模；4月11日4月25日 仿真系统调试，计算驻波比、增益和方向图等参数，完成仿真及优化；4月26日5月10日 整理资料，完成论文初稿；5月11日5月15日 论文定稿。

4. 研究创新点

传统的天线设计方法是由设计师根据天线的理论分析以及自身的经验通过编程进行数值计算的方法从而确定天线的各参数。

由于一般的书本理论都是建立在近似分析的基础上，所以在设计初期只能得到计算理论上的模型，之后再根据实际实验进一步调整设计，但是这样做不仅需要花费大量的时间和精力，而且费用昂贵。

因此，采用现代计算机为基础的电磁场数值仿真软件并且优化分析方法必将成为设计师的首要选择。