（1） 喇叭天線(xiàn)簡(jiǎn)介

喇叭天線(xiàn)簡(jiǎn)介常見(jiàn)的喇叭天線(xiàn)主要由角錐喇叭（矩形喇叭）和圓錐喇叭，分別如圖1.1、1.2 所示：

圖1.1 角錐喇叭實(shí)物圖

圖1.2 圓錐喇叭實(shí)物圖

從阻抗匹配的角度來(lái)理解， 天線(xiàn)其實(shí)就是一個(gè)阻抗轉(zhuǎn)換器，從傳輸線(xiàn)到自由空間（377 歐姆），一個(gè)通用的微波傳輸線(xiàn)就是波導(dǎo)（waveguide）—一個(gè)空的引導(dǎo)電磁波傳輸?shù)木匦喂埽╤ollowpipe），如果波導(dǎo)橫截面的口徑大于半個(gè)波長(zhǎng)，那么電磁波就能在其中以較低的損耗傳輸，并且如果波導(dǎo)終端打開(kāi)，那么電磁波就可以向自由空間輻射。

喇叭就是一個(gè)漸變的波導(dǎo)，它增大了輻射口徑，可以獲得較高的增益，而且制作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，即便在較惡劣的環(huán)境中也能獲得較好的方向圖，下面我們就自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)角錐喇叭天線(xiàn)，設(shè)計(jì)中將要用到兩個(gè)軟件：HDL_ANT 和CST（或HFSS），分別用于設(shè)計(jì)和仿真。

（2）HDL_ANT 天線(xiàn)設(shè)計(jì)

HDL_ANT 是一個(gè)老外Paul Wade 編寫(xiě)的，其說(shuō)明摘錄如下：

這里也把他個(gè)人網(wǎng)站貼出來(lái)，里面有不少關(guān)于微波天線(xiàn)和電路設(shè)計(jì)的資料，都是免費(fèi)下載的。

下面我們就開(kāi)始利用HDL_ANT 設(shè)計(jì)一個(gè)角錐喇叭天線(xiàn)，其主界面如下如所示：

第一步：選擇長(zhǎng)度單位，默認(rèn)為mm，也可以改為inch（1inch=25.4mm）

第二步：選擇喇叭天線(xiàn)設(shè)計(jì)和模板，輸入天線(xiàn)中心頻率10000MHz（10GHz）

第三步：輸入寬邊H 面波導(dǎo)尺寸和窄邊E 面波導(dǎo)尺寸

第四步：輸入想要設(shè)計(jì)的天線(xiàn)增益（DBi）

第五步：輸出設(shè)計(jì)結(jié)果

至此，我們已經(jīng)得到了喇叭天線(xiàn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，波導(dǎo)口徑為22.86mm*10.16mm，喇叭口徑為78.81mm*58.38mm，喇叭軸向長(zhǎng)度為37.47mm，按照預(yù)期設(shè)計(jì)，該喇叭天線(xiàn)最大增益可達(dá)15DBi，下面我們采用CST 進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

（3）CST 天線(xiàn)仿真

按照上述結(jié)構(gòu)參數(shù)，繪制得到的喇叭天下圖3.1 所示，通過(guò)仿真得到喇叭天線(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖分別如圖3.2、3.3、3.4 所示。

圖3.1 仿真喇叭結(jié)構(gòu)示意圖

圖3.2 喇叭遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖

圖3.3 喇叭遠(yuǎn)場(chǎng)E 面輻射方向圖

圖3.4 喇叭遠(yuǎn)場(chǎng)H 面輻射方向圖

通過(guò)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)喇叭天線(xiàn)的增益符合設(shè)計(jì)要求，至此，我們已經(jīng)完成了天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能驗(yàn)證，下面借助HDL_ANT 的PostScript 功能完成最終的天線(xiàn)制作。

（4）HDL_ANT 天線(xiàn)制作

HDL_ANT 的PostScript 功能就是輸出一個(gè)PostScript 文件，然后通過(guò)打印機(jī)將其打印生成紙質(zhì)模板，將模板貼在銅板上按指定邊界剪裁、折疊、焊接即可。在HDL_ANT 程序中，緊接HDL_ANT 天線(xiàn)設(shè)計(jì)的第五步，保持現(xiàn)有天線(xiàn)設(shè)計(jì)尺寸輸出PostScript 文件horn_10GHz.ps，如下圖所示：

下面就是得到的喇叭天線(xiàn)尺寸文件（已轉(zhuǎn)化為pdf格式）：

注意，若采用A4 紙打印，打印出來(lái)的尺寸應(yīng)該與設(shè)計(jì)的保持一致，如果尺寸偏大或偏小，對(duì)應(yīng)修改打印比例，至此，一個(gè)簡(jiǎn)單的喇叭天線(xiàn)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。