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曲线赋形光壁喇叭具有交叉极化电平低、副瓣电平低和主瓣具有等化性等优良性能,在卫星通信、射电望远镜和微波遥感系统等领域应用广泛。论文基于多模喇叭理论,围绕曲线赋形光壁喇叭的设计、仿真和优化展开研究,主要工作如下:首先,总结了适用于设计光壁喇叭内壁的各种函数曲线,在输入半径、喇叭长度和输出半径固定的前提下测试其远场辐射特性,对各类曲线赋形的多模喇叭性能进行综合分析,选取正切曲线利用仿真软件HFSS做进一步优化,设计了一款中心频率为53GHz的正切曲线赋形光壁喇叭,副瓣电平为-28d B,但交叉极化电平值较高,工作带宽也比较窄。其次,研究了正弦曲线和高斯曲线组合赋形光壁喇叭的优化设计,在50GHz-56GHz工作带宽内天线增益大于23.2d Bi,-3d B波束宽度小于15?,在相对电平-15d B以上波束具有等化性;在52GHz-56GHz范围内,副瓣电平和交叉极化电平均低于-30d B,满足实际中馈源的指标需求。缺点是50-52GHz范围的副瓣和交叉极化较差。第三,利用分段三次埃尔米特多项式插值曲线设计双极化的光壁喇叭。利用HFSS-MATLAB-API函数生成VB脚本完成喇叭三维模型的构建,用人工优选的方式优化喇叭的电尺寸,最终实现了在50-56GHz的工作频带上,天线增益大于20.1d Bi,-3d B波束宽度小于15?,在相对电平-30d B以上波束具有良好的等化性,同时副瓣电平低于-29.3d B,交叉极化电平低于-29d B。最后,提出了基于差分进化算法的单极化曲线赋形光壁喇叭优化设计方案。该方案利用计算机程序生成节点半径和自适应函数,来构建闭环的优化结构,具有速度快、准确度高的优点。采用该方案优化设计的喇叭,在50GHz-56GHz工作频带内,天线增益高于22.8d Bi,-3d B波束宽度小于15?,相对电平-20d B以上波束具有良好的等化性,且全频带上副瓣电平低于-30.5d B,交叉极化电平低于-28.8d B。该喇叭的优势在于尺寸较本文设计的其它喇叭更为紧凑。