为了保障天线在不利环境下正常工作,天线罩在各种电磁波发射、接收领域具有广泛的应用。由于电磁波的谐振特性,天线罩对天线的辐射性能具有很大的影响,导致插入损耗、副瓣抬升、瞄准误差等带罩效应。天线罩设计技术与材料、电磁学、力学、热学等学科领域联系非常密切。例如:对于导弹天线罩,由于飞行速度特别快,空气摩擦产生高温环境引起介质材料的属性发生变化,从而进一步导致天线罩的性能随温度发生变化。本文主要研究内容如下:研究了多孔介质的等效电磁参数分析方法。等效电磁参数分析有助于多孔材料、复合材料的设计,同时是梯度渐变介质平板的设计基本依据。经典等效电磁参数分析方法难以考虑结构对材料等效电磁参数的影响。本文采用自由空间法结合数值模拟分析了材料的等效电磁参数,考虑了材料的色散、温变特性。通过仿真,对该方法进行验证,证明了方法的正确性。采用本文方法对不同孔隙率下的多孔材料等效介电常数进行插值,可以得到任意孔隙率,任意频率下,材料的等效介电常数。本文对宽带透波梯度介质平板的优化设计方法进行了研究。相对窄带设备而言,宽带无线电设备具有更多的优势和应用前景,宽带介质平板设计具有非常重要的现实意义。相对而言,梯度渐变介质是一种较好实现宽带天线罩的方式。本文提出了两种宽带梯度介质平板的设计方法。第一种是经典解析方法,给出了一个采用渐变蜂窝结构实现的宽带透波平板。通过有限元仿真证明了该结构具有良好的高通宽带透波特性。然后,本文提出了一种信赖域与遗传算法相结合的优化方法设计宽带梯度介质平板。相对而言,该方法的具有较好的全局特性和收敛速度;其次,该混合方法考虑了介电常数的动态范围,可以避免低介电常数分布情况下机械性能不佳的缺点;第三,针对高马赫数天线罩的温度变化范围比较大的情况,本文在优化过程中考虑了温度对材料电磁参数造成的影响。本文提出了全波仿真软件结合近场口径积分法,分析波导缝隙阵带罩辐射特性。首先,对平面阵列应用全波数值仿真软件仿真,提取每个缝隙单元的电磁场数据,作为激励。然后,采用近场口径积分算法求解天线罩引起阵列方向图的变化。相对而言,这样提高了分析精度,因为传统的方法采用理想的幅相分布无法考虑波导缝隙阵单元互耦造成的影响。本文研究了天线罩引起相控阵方向图畸变的补偿方法。相对而言,对于天线罩方向图畸变的补偿,相控体制比机械扫描方式具有更多的选择。通过对带罩天线单元方向图激励综合,可以减小天线罩引起辐射特性畸变影响。不同于传统的平面阵的综合,由于阵单元与天线罩相对位置不同,每个单元方向图都不同。文献中带罩阵单元方向图是采用物理光学方法得到的。本文通过全波电磁仿真得到天线在天线罩影响下的单元方向图。本文方法的主要优点是:可以处理结构复杂的单元模型、带罩天线单元方向图更加准确、可以考虑单元之间耦合作用。本文对综合后得到的激励分布,全波电磁仿真证明了本文方法的合理性。另外,本文应用近场口径积分原理,提出了一个高效共形阵优化算法。将共形阵曲面看成一个虚拟的空气天线罩,用等效平面阵,在共形曲面上进行投影求得共形阵单元的极化和幅度、相位初始化分布。然后,采用信赖域算法逼近目标方向图,在优化过程考虑了交叉极化、激励幅度的动态范围。由于基于合理的初始化,解析的梯度和Hessian矩阵,本文提出的共形阵天线的优化方法相对节省了优化计算时间。