0.8~2.5 GHz 双极化四脊圆锥喇叭天线设计

图6是双端口天线在0.8~2.5 GHz频段上驻波比的变化曲线，其中虚线和实线分别表示前面(离匹配块近)和后面(离匹配块远)馈电端口的驻波比，由于两个馈电位置离匹配块的距离不一致，引起两个馈电端口的驻波比不能保持完全一致。从仿真结果看两个端口的驻波比都达到小于2的参数指标要求。端口之间的隔离度随频率变化的曲线如图7所示，两个端口的隔离度大于40 dB.

从图8~图10是几个典型频率点(0.8 GHz,1.5 GHz,2.5 GHz)的二维增益方向图，实线和虚线分别表示的是E面和H面方向图，方向图的主瓣较宽，没有出现栅瓣，整个频段内方向图保持很好的方向性，天线能量集中。

天线增益随着频率变化的曲线如图11 所示，在0.8~2.5 GHz整个频段内天线增益大于6 dB,并且随着

频率的升高而升高，满足参数要求，并且曲线图符合最优喇叭天线结构与增益的理论关系。设计的天线具有良好的辐射性能，高频段天线没有发生定向性偏离和增益下降的现象。

从优化仿真的结果可以看出，四脊喇叭天线在0.8~2.5 GHz整个频段内驻波比VSWR2,双极化端口的隔离度dB(S(2,1))-40 dB,满足设计指标要求，整个频段方向图保持很好的定向性。

3 结语

本文给出了一个宽带四脊圆锥喇叭天线的设计方法，采用化四脊圆锥喇叭为双脊喇叭的方法设计了初步模型和参数初值，仿真总结了四脊圆锥喇叭天线的主要参数变化对驻波比的影响，结构优化包括：波导段的台阶结构，脊终端的平顶结构，脊曲线的渐变结构等。优化后的结构很好的降低了天线的驻波比，提高了两个端口的一致性。利用电磁仿真软件HFSS对参数及结构进行仿真，仿真结果表明，本文设计的0.8~2.5 GHz四脊圆锥喇叭天线驻波比低、隔离度好、方向图好，可满足实际要求，对工程上设计此类天线具有一定的参考价值。