题目：短毫米波波纹圆锥喇叭天线的研究与制作

波纹喇叭天线由于具备旋转对称的辐射方向图及极低的交叉极化峰值电平而得以在射电天文、卫星通信等领域得到广泛的应用。在短毫米波段准光学测试系统中，为了实现高斯波束的高效率发射和接收，一般要求用作高斯馈源的波纹喇叭具备足够高的波纹密度。本文所研制的5mm波段和3mm波段的波纹圆锥喇叭天线，将应用于准光学测试系统。本文首先采用柱面模展开法对波纹圆柱波导及波纹圆锥喇叭作了深入的理论分析，从解析的角度论述了工作于平衡混合模式下的波纹圆锥喇叭天线具备高斯型的口面场。在此基础上，本文从工程应用的角度提出了一系列适用于高性能波纹圆锥喇叭的设计方法和准则，按照准光系统的指标要求设计了两个波段的波纹喇叭的尺寸参数。为了对所设计波纹喇叭进行精确的数值预测，本文采用模式匹配法求解波纹喇叭的广义散射矩，并采用Kirchhoff-Huygens积分法计算波纹喇叭的辐射特性，解决了基于网格剖分的常规算法效率过低及难以得到收敛解的问题，实现了高性能波纹喇叭天线的快速优化设计。对于工作于短毫米波段波纹喇叭，如果其波纹足够密集，槽和齿的宽度均可达到几百微米的量级。在目前国内机械加工水平制约下，采用常规工艺难以保证其尺寸精度。针对这一问题，本文提出一种新的加工工艺——“迭片套装”法，很好地解决了该波段波纹喇叭（尤其是小张角情况下）的加工问题。为了验证该工艺的可行性与可靠性，本文加工了分别工作在5mm和3mm波段的波纹圆锥喇叭，测试结果与预期指标相吻合，目前两个天线均成功应用在准光学测试系统中。