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多波束透镜天线由介质透镜和馈源阵列组成,可以在不同的方向形成多个波束,具有增益高、体积小、成本低、易实现宽角度扫描等优点,在无线通信领域和现代雷达中具有广泛的应用。然而,由于馈源和固定装置的遮挡,透镜天线的扫描范围通常被限制在180°,本论文对能实现水平面360°扫描的多波束透镜天线的设计进行了详细的研究,具体工作如下:1.介绍了一种柱透镜全向扫描多波束天线。相比于球透镜,该多波束天线具有结构简单、成本低等优势。首先对该透镜天线中馈源位置的安排进行了理论分析;然后分析选取了直线渐变缝隙天线(LTSA)作为馈源天线,并利用全波仿真软件HFSS研究了一些参数对LTSA性能的影响;然后利用柱透镜的圆对称性,在透镜周围等距地放置一圈LTSA天线构成馈源阵列,并在柱透镜上下两端加载两块平行的金属板用以改善垂直面波形,通过在LTSA单元之间切换实现水平面的波束扫描。最终利用CST-MWS软件仿真优化了中心频率为24GHz的柱透镜多波束天线,实现了水平面360°扫描,增益达到 15.2dB。2.提出了一个毫米波半球透镜全向扫描多波束天线。基于镜像原理,用半球透镜彻底解决了全向扫描多波束天线的馈线和固定装置的遮挡问题。该天线结构简单、波束对称、实现了辐射区和馈电区的有效分离。提出了基片集成波导(SIW)馈电的平面介质棒新型馈源天线,并利用解析方法分析了各主要参数对馈源性能的影响。利用全波仿真软件分析了馈源与透镜天线配合时的最佳距离,并对各主要参数的影响进行了分析。为验证该天线的有效性,设计了一部具有36个同时波束的毫米波(35GHz)半球透镜天线、并进行了实物加工和测试。实测结果显示,该天线性能优良,各个扫描波束的一致性良好,旁瓣电平保持在-15dB以下。