基于国内外文献对GBR-P的简单介绍以及对GBR-P天线单元的高性能要求,本文主要研究了X波段大间距有限扫描相控阵中的高效单元,这样的圆极化高效单元具有小口径、高增益的特点。以下是论文主要工作要点:(1)设计了引向器,它可以使普通的辐射口径小于38mm的天线单元的增益增加4dB,3dB波瓣宽度减小了大约20°。(2)设计了两种圆极化器,一种是底面同轴馈电的方波导中的隔板圆极化器,另一种是侧面同轴馈电的圆波导中的隔板圆极化器。(3)设计了三种口径直径不大于38mm的X波段有限扫描相控阵中的高效单元。一种是圆柱形高效单元,该单元天线是由两个圆波导一个引向器构成。一种是侧面同轴馈电的圆极化喇叭高效单元,它是由两个同轴输入端口、圆波导圆极化器、圆锥喇叭、引向器构成。它可以工作在2GHz的带宽内,它的一个端口馈电时辐射右旋圆极化波,那么另一个端口馈电时就辐射左旋圆极化波。另一种是底面馈电的高效单元,是考虑到实际应用由上一种改进而来,它是由两个同轴输入端口、匹配台阶、方波导圆极化器、方圆过渡波导、圆锥喇叭和引向器组成,它的性能更好,可以很方便的安装T/R组件,互耦也会降低。(4)把这样的高效单元组成7?7间距约1.3?的均匀阵列后,得到的高效单元有源单元方向图增益为12.3dB,副瓣电平小于-18dB,主瓣宽度40.6°,且轴比在这个范围内小于3dB。有源单元方向图在有限扫描范围内即?10°内成平顶状。按照小阵模拟大阵的理论,用这样的高效单元1664个组成大间距八角阵列,结合有源单元方向图和非周期特性,用C++工具软件对这样的大型阵列的辐射方向图进行了分析,可以发现栅瓣抑制到-27dB,阵列的性能更好。(5)利用以RWG为基函数的三维矩量法对设计的喇叭高效单元、7?7阵列中心激励、均匀激励的方向图和轴比进行了数值计算,并与以有限元法为基础的仿真软件Ansoft HFSS设计的结果进行对比,它们的方向图、轴比基本吻合。最后加工了实物,设计达到了技术指标。