本文针对喇叭天线的高性能、多频段和小型化技术进行了研究和设计,重点在于保证天线高性能的同时使天线的结构简单、紧凑。主要工作包括以下三方面:1、研究了波纹喇叭和多模喇叭天线的设计原理和方法,从口径场的分析出发,对喇叭天线的波束等化和高极化隔离度的关键技术进行了分析。并基于波纹的分段结构设计了带宽为4.44%的C波段波纹喇叭天线,提出了对波纹模式控制的方法,提高了天线在频带内增益的稳定性,实现了23.25±0.2d Bi的增益,同时波束等化效果良好,天线极化隔离度达到了45d B。结合OMT的设计,保证了45d B以上的端口隔离度。实测与仿真结果吻合。2、研究了多频段、共口径以及组合多模激励的关键技术。针对多频共口径喇叭设计时较难兼顾各频段高性能的问题,提出了运用在天线中加载具有频率响应的双频波纹激励结构的方案,有效改善了天线波束等化和带内增益波动。此外,当天线布局相对紧凑时,如何保证两天线之间的高收发隔离度也是需要解决的关键问题。对比了不同去耦措施对天线收发隔离度的影响,并采用了四种方式结合来减小两天线间的耦合,实现了80d B以上收发隔离度。设计并测试了一款LSC三频段共口径组合喇叭天线。天线波束等化良好,带内增益稳定,在三个频段内天线极化隔离度均大于38d B。实测与仿真结果吻合。3、研究了高性能波纹喇叭天线的小型化技术,针对目前低频段高性能喇叭天线尺寸庞大的问题进行了小型化设计,并对于小型化带来的问题进行解决。以L波段双极化喇叭天线为例进行了研究和设计。喇叭段通过大张角波纹设计,在减小天线长度的同时减小了口径相位偏差的影响,保证了天线高性能。波导段创新性的提出了差分馈电共形设计方案。通过差分馈电的形式代替OMT,差分馈电的对称结构抑制了偶次模的激励。此外,研究了波导长度对波导口模式的影响,实现缩减波导段长度与抑制高次模之间的平衡,进一步在小型化的同时保证高性能。差分网络共形设计减小了天线径向尺寸,提高了天线一体化程度。该天线在长度为2.39λ0的情况下仿真实现了最大方向±3°内极化隔离度大于56d B,12%的带宽内增益大于13.5d Bi。