为了应对低空飞行目标对起降飞机的威胁,一些西方国家早在上个世纪就已经开始了相关雷达技术的研究。当时,这类雷达探测的目标仅仅是鸟类,因此这些雷达又被称为“探鸟雷达”。如今,“探鸟雷达”再一次受到关注。目前,这类雷达普遍存在成本高、体积大的特点,只能应用在机场和一些重要场所。为了满足城市无人机探测的民用需求,本文设计了一种用于近距离低慢小目标探测的雷达天线,下面给出设计思路。首先,本文根据所查阅的资料初步了解了各类雷达天线的基本结构,确定以双锥喇叭天线为原型进行天线设计。其次,本文对同轴和波导传输线内场分布进行了研究,并结合仿真将带有金属隔板的环形金属波导与双锥喇叭天线馈电端相连。由于金属隔板的存在,类似同轴结构的环形金属波导被均匀分隔成若干个弧形波导,其内部场分布与矩形波导相似。当同轴探针对各段弧形波导馈电后,电场通过波导到达双锥喇叭天线进行辐射,从而实现多个端口共用一个双锥喇叭天线。接着,本文将多端口的收发天线以同心圆的形式嵌套在一起。内圈多端口发射天线的端口数少于外圈接收天线的端口数,从而确保每个端口对应的弧形波导尺寸相近。同时,将中心轴线附近的金属挖空,留出可供同轴线穿过的通孔,并在通孔出口附近设计了一个双锥天线与同轴线相连,配合嵌套在外圈的接收天线实现俯仰角的测量。然后,在CST仿真软件中结合实际情况优化了天线结构。为了减低天线加工难度,将原本开口为指数渐变形式的双锥喇叭改为直线形式。由于飞行目标具有一定的高度,本文采用非对称双锥喇叭结构使天线的各个方向图具有一定的仰角。最后,本文完成了同轴馈电的6发12收双锥喇叭天线的设计,并得到了其参数。该天线工作在10.5GHz并具有1GHz的绝对带宽。其收发端口在E面上的半功率波束宽度都大于30°且主辐射方向都在θ=40°附近。在H面上,各端口 3dB波束宽度都大于65°。此外,本文还研究了工作在35GHz并采用波导直接馈电时的天线结构。本文通过金属锥内挖空的方式,设计了独立的波导喇叭结构代替原本共用的双锥喇叭天线,并采用直波导结构降低内挖空的加工难度。该天线各个主要端口的|S 11|在30-40GHz范围内都小于-12.5dB,35GHz处小于-16dB。在E面上,各端口的3dB波束都覆盖了 θ=19°至θ=69°。在H面上,6个发射天线和12个接收天线的波束宽度都大于80°,实现全向覆盖,同时也保证了任意方向上到达的电磁波能被3个以上的接收天线有效接收。本文在最后一章对天线的工作方式进行了仿真研究。本文对比了接收天线对不同方向来波的接收幅值和相位,总结了幅值和相位与来波方位角的关系,探究了幅度比较法和相位比较法的工作原理,验证了其可行性。