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自19世纪以来,无线信息传递技术发展迅猛,其容量和效率也不断提升。天线作为接受和发射电磁波的器件,在无线信息传递中扮演着非常重要的角色。因此,天线的高性能特性受到了大量的研究。在某些特定的通信系统中,天线的高增益是一项关键指标。然而,天线的增益常常因为口径尺寸的限制难以达到实际需求,这些限制可能是来自安装空间的局限,也可能是由于机械扫描的特殊要求。因此,在辐射口径尺寸受限的条件下研究天线增益提高的途径,就成了天线工程中非常关键的技术。本文将针对该问题开展研究,重点聚焦反射面天线和阵列天线这两种天线类型。 针对反射面天线,本文采用了设计高效率馈源和改变馈电位置的方法提升反射面天线的增益。对于高效率馈源的研究重点聚焦在普通圆锥喇叭天线,介质杆天线和波纹喇叭天线三种馈源。本文首先研究了普通圆锥喇叭天线的主瓣宽度、副瓣电平、方向图对称性、相位中心等特性。接着,重点研究了介质杆天线的基本特性,提出了一种能有效降低天线副瓣的曲线型介质杆天线形式,并对该天线进行了加工测试。在此基础上,进一步研究了轴向波纹喇叭天线的特性。对于馈电位置的研究,主要研究了正馈反射面天线和偏馈反射面天线,并且分别与前述三种馈源进行一体化全波分析。最终验证了高效率馈源和馈电位置是影响反射面天线的重要因素。 最后,本文基于考虑避免反射面天线馈电时能量的逸散的因素采用了阵列天线的形式代替反射面天线进行研究,并且采用了改变阵元形式和在传播维度方向设计提高天线单元的增益来提高阵列天线增益的技术手段。主要对波导天线阵列,普通喇叭阵列,介质加载喇叭天线阵列,微带天线阵列和法布里-珀罗谐振腔天线阵列进行研究。首先分析对阵列单元增益的影响因素,然后将天线单元进行组阵分析。通过对阵元形式的选择和在传播维度方向上的设计的技术手段设计了多款阵列天线,最后在相同的条件下进行对比性研究。最终得出了阵列天线的增益可以通过对阵元形式的选择和在传播维度方向优化设计来提高天线阵列的增益。