锥状波束天线是一类波瓣图和极化方向径向对称、最大辐射方向与法线成一定倾角的天线。由于其在方位角上的全向性能够实现较大的覆盖范围,所以广泛应用于车载卫星通信、无线本地局域网和导航跟踪等系统中。Fabry-Perot天线是一种高效率的谐振腔天线,利用谐振腔对电磁波在空间上的选择作用,可实现具有给定锥角的辐射方向图。本文对锥状波束FP腔天线研究,实现高增益的锥状波束,具有重要的理论意义和工程实用价值。文章首先对FP腔天线、锥状波束天线的发展背景、研究现状和发展趋势进行了综述,论述了用FP腔结构实现锥状波束的可行性。第二章分析了锥状波束天线的形成机理,重点阐述了圆贴片模式的合理选择,从多次反射角度给出了用FP腔天线实现锥状波束的条件；进一步推导了在理想情况下均匀口径分布的锥状波束天线的最大方向性公式,为评价锥状波束天线效率提供一种新的参考：第三章展开了对锥状波束FP腔天线的设计研究,从总体结构、初级辐射源的设计、FSS盖板三部分对天线设计进行探讨,最终进行整体优化设计实现指定锥角的锥状波束,天线口径为8.25倍波长,中心工作频率为12.5GHz。其中重点阐述了基于镜像原理和缺陷模概念的单元仿真模型。第四章从极化敏感度、入射角敏感度和阵元分布三方面研究如何提高FP腔锥状波束天线的增益均一性,并进行优化设计。最后对锥状波束F-P天线进行研制,测试结果表明波束指向30度,增益达到12dBi,且增益均一性良好,30度俯仰角上的增益波动小于0.3dB,相对口径效率达17.3%。实测试结果与仿真结果具有很好的一致性。