刘 晓,纪学军

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

0 引 言

随着无线电技术应用领域的扩大，不断对天线性能提出了更多更高的要求。在过去几十年里，学者们做出了不懈的努力并取得了卓越的成就，其中各种形式相控阵天线[1]的研制成功便是其具体体现之一。

本文所提出的测地线双锥天线[2]便是一款新型相控阵天线。其主要特点是：体积小，重量轻，结构紧凑，在整个方位面内可实现辐射方向图的电子调节，并具有独立的多波束辐射。此天线便于安装在车辆、飞机、卫星等上的天线系统，非常适合于宽带移动通信，包括未来战场通信[3]。

由于该天线属于电大尺寸且结构较为复杂，应用传统的仿真软件耗时较长且难以得到可靠的仿真结果，而从Maxwell方程结合边界条件出发进行理论分析又面临着极其复杂的计算，难得其解。相比以上两种方法，几何光学法则兼具计算的快捷性和满足工程需要的精确性。

1 理论分析

当同轴腔体内外半径的电尺寸较大时，若腔体一侧有馈源向外辐射能量，那么能量大多辐射到外部空间，绕射回馈源的能量很小。这时可以将内外导体面看成由一对对微小径向线构成，对于径向线希望其工作在TM00模[4]，即要求平行板间距小于λmin(λmin为最高工作频率对应的波长)。这种模式具有零截止频率，波导波长与自由空间的波长等同，且不是半径的函数。

1.1 圆柱面上射线传输路径的确定

假设圆柱底部仅有单个馈源存在，该馈源同时向各个方向进行辐射。……