CN104157986B - 适用于极低干扰通信系统的微波天线及其优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种具有极佳性能的微波天线。微波天线包括主反射面，主反射面的等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近，匹配板设于主反射面的底部中心穿孔位置。通过口径场合成法来调整微波天线的结构参数以优化微波天线的整体性能。

Description

适用于极低干扰通信系统的微波天线及其优化方法

技术领域

本发明创造涉及一种微波通讯技术领域，具体地，涉及到一种微波通信系统的微波天线和一种用于优化微波天线性能的方法。

背景技术

微波天线被广泛地用于通信系统。为了描述微波天线的性能，ETSI 根据天线的辐射方向图定义了一些等级，定义的参数包括前后比、旁瓣及包层图等。目前已知的和市场使用的常规天线包括ETSI规定的级别2和级别3天线。级别4天线与级别2和3天线相比，在前后比和旁瓣方面需要更高的抑制，要求更低的干扰特性。

发明内容

本发明提供一种微波通信系统，尤其提供了一种具有优化配置微波通信系统的微波天线和用于优化微波天线性能的方法。

在一些实施方式中，微波天线包括一个等效焦点偏移于中心轴的主反射面和一个设于主反射面的穿孔位置的匹配板。

传统方法很难达到ETSI的级别4优化微波天线的性能，本发明实施例提供了符合ETSI 级别4的标准适用于低干扰通讯的微波天线。

本发明实施例提供了一种优化结构的微波天线和优化微波天线性能的方法。本发明实施例可用于创建如点对点通信系统，点对广播通信系统等。本发明实施例也适用于低干扰卫星通信，雷达系统等。

在一实施例中，提供了一种用于微波通信系统的微波天线。所述微波天线包括用于发射/接收微波信号的天线馈源，内弧面朝向天线馈源的主反射面，所述内弧面用于反射/接收来自到天线馈源的微波信号。天线馈源设于内弧面的中心轴上，主反射面的开口边缘形成辐射口面，所述辐射口面用于发射/接收微波信号。主反射面的天线馈源的位置与通过穿过所述辐射口面的微波信号的电场分布相适应，内弧面是一个抛物面，所述抛物面的等效焦点偏移于内弧面的中心轴。

在一实施例中，用于微波系统的微波天线包括用于发射和接收微波信号的天线馈源，主反射面有一朝向天线馈源的内弧面并且用于反射和接收微波信号。天线馈源位于内弧面的一个中心轴上。主反射面的开口边缘形成辐射口面，且在相对于开口端的底部中心形成穿孔。内弧面大致呈抛物面状，所述抛物面的等效焦点偏移于内弧面的中心轴，一波导管沿着中心轴的第一端和第二端之间设置，第一端连接于天线馈源，第二端穿过主反射面的底部中心。波导管用来配置发射波导管用于发射/接收微波信号。一匹配板设于主反射面的穿孔位置，且面向天线馈源，波导管穿设于匹配板中。

在另一种实施方式中，提供了一种用于优化微波天线的方法，包括：确定一个或多个微波天线的结构参数；输入确定的结构参数，进行天线口径面上的场分布计算，所述场分布包括一个振幅分布和一相位分布，通过计算机进行计算；及通过调整微波天线的结构参数来实现口径面上的场分布。

下面结合附图对本发明创造作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例的微波通讯系统的示意图。

图2为本发明一实施例的微波天线的剖视图。

图3为本发明另一实施例的微波天线的剖视图。

图3a、3b及3C为图3所示匹配板的多个实施例的结构示意图。

图4为本发明实施例的微波天线在笛卡儿坐标系统下的示意图。

图5为本发明实施例的优化微波天线的方法流程图。

图6为本发明实施例在天线口径面上的二维场振幅分布示意图。

图7为本发明在天线口径面上的实施例1和2的Ey振幅分布比较图。

图8为本发明在天线口径面上的实施例1和2的Ey相位分布比较图。

图9为本发明在天线口径面上的实施例1和2的主极化辐射图。

图10为本发明在天线口径面上的实施例2和3的Ey振幅分布比较图。

图11为本发明在天线口径面上的实施例2和3的Ey相位分布比较图。

图12为本发明在天线口径面上的实施例2和3的主极化辐射图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明创造作进一步详细说明。

本发明实施例涉及到微波通讯系统的微波天线。尤其，本发明实施例公开了一种具有优化配置微波通信系统的微波天线和用于优化微波天线性能的方法。

本发明实施例提供了最优化配置的微波天线和用于优化微波天线性能的方法。在一些实施方式中，微波天线包括一主反射面，所述主反射面具有偏移于其中心轴的等效焦点，及位于主反射面的底部中心的匹配板。

本发明实施例可以用于创建点对点通信系统，点对广播的通信系统等。本发明实施例也适用于低干扰卫星通信，雷达系统等。

图1为微波通信系统100的示意图，其包括多个天线A1-A6。通信系统100包括塔站11,12,13和在一建筑物上的一个站14。天线A1-A3安装于塔站11上，塔站12，13和14各设一个微波天线，如图1表示的天线A4, A5 or A6.，微波链路15a-15c分别位于天线A1与A6之间，A2与A4之间，A3与A5之间。塔站11-14通过各个微波天线A1-A6可以创建点到点通信。可以理解的是，微波天线的数目不限于6个。

微波链路15a-15c如果维持相互之间的低干扰，主要依靠微波天线A1-A6的质量。例如，天线A1-A2 几乎背对背地设于塔站11上。为了达到低干扰，天线A1和/或A2后部需要有非常低的漏射能量。同理，天线A2-A3相互紧邻。以天线A3为例，为了尽可能减少从天线A4接收到的无用能量，天线A3的方向图在对着天线A4的方向应当有较低的辐射效应。通常，相邻天线之间的干扰的质量可以通过前后比和各自的辐射方向图的天线旁瓣来表征。本发明实施例中，微波天线可实现75 DB或更好的前后比，和/或18至75DB或更好的旁瓣。这种优质的微波天线可以应用在极其拥挤环境中，通常这种环境要求许多微波天线必须部署彼此互相紧邻。

在一些实施方式中，通信系统100可以是一个4G LTE的通信信道，用于语音、视频及互联网的全双工链路的3G通道，等等。

图2为本发明一实施例的微波天线200的剖视图。微波天线200包括一主反射面21和一天线馈源22。天线200进一步包括一吸波材料24和一天线罩25。主反射面21具有一抛物面211和天线馈源22。所述抛物面211在其中心轴Z上设有一等效焦点（图未示）。天线馈源22连接于波导管27的一端。波导管27沿中心轴Z延伸。天线馈源22与抛物面211的顶点213之间的距离为2s。天线200的焦点与直径比的定义是抛物面211的焦距（例如，2S）和抛物面211的直径2d的比值。焦点与直径比可用于衡量主反射面 21 有多深。通常，焦点与直径比越小，主反射面 21 越深。

微波天线200可以作为一发射或接收设备。在下文中，是从发射的角度来说明其工作原理。在操作过程中，电磁波能量通过波导管27和天线馈源22可以馈送到天线200。传播的能量，被转换成指向主反射镜 21的抛物面211沿虚线方向 22a 的定向波。然后，能量通过主反射面21的反射构成平行波，可以穿过天线罩25，最终发射到自由空间。

传统的微波天线的设计方法，如图2所示的天线200，用于研究馈源22的辐射方向图，例如，通过实验优化整体的辐射性能。在实验中，可调因数通常包括罩体23的高度，吸波材料24的厚度，天线罩25的几何形状等。这些传统的方法存在某些缺陷，比如，很难准确地确定天线的性能极限，实施研究和开发工作效率低等。

图3为本发明另一实施例的微波通信系统的一个微波天线300的剖视图，微波天线300包括用于发射和接收微波信号的天线馈源32，具有一个朝向天线馈源32的内弧面311的主反射面31，内弧面311用于反射/接收来自天线馈源32的微波信号。天线馈源32设置于内弧面311的中心轴Z’上。

在一实施例中，内弧面311大致呈抛物面，所述抛物面的等效焦点35偏移于内弧面311的中心轴Z。如图3所示，等效焦点35位于内弧面311对应的圆形的中心轴附近，所述圆形的直径为3d。可以理解的是，等效焦点35可以被移位或者偏移于中心轴Z，而位于由内弧面311决定的其它形状内。天线300等效焦点35的移位或偏移对性能的影响，将在下面作进一步讨论。

在一些实施方式中，等效焦点35可以设于在除圆形之外的适当的形状，例如，当天线的辐射方向图在不同的平面里，需要非对称的性能，比如，一个E面和一个H面，或当某些应用场景需要椭圆图案轮廓时，尤其在卫星通信系统中。

在一实施方式中，内弧面311可以是一旋转面，由一条曲线 (母线) 围绕中心轴Z'旋转形成。母线可以是，例如，抛物线在其顶点处分为两等分，在到中心轴Z的垂直方向有一位移3d。形成的旋转表面的等效焦点偏移于中心轴Z。可以理解的是，内弧面311的形状可以被调整以偏离旋转面。在一些实施方式中，内弧面311可以调整成一非圆形。例如，常见的椭圆形可以应用在辐射方向图要求需要非圆形增益的卫星通信系统，例如要求一椭圆形。

主反射面31包括位于其底部中心314的一个穿孔312。穿孔312是一圆形。可以理解的是，穿孔312也可以是其它合适的形状。波导管122沿着内弧面311的中心轴Z的第一端122a和第二端122b之间设置。第一终端122a连接天线馈源32，第二端122b穿过主反射面31的底部中心314。波导管122用于发射/接收来自或到达天线馈源32的微波信号。

微波天线300进一步包括一匹配板37，设于主反射面31的底部中心314的一个穿孔312中。图3a所示的匹配板37的直径为3W。作为优选的实施方式，如图3b所示的匹配板37上开设有槽；如图3c所示的匹配板37上设有凸块。图3中，匹配板37朝向天线辐射口面313a的横截面124呈曲线。横截面124可以包含线形或非线形，直线或阶梯式曲线。如图3所示，在匹配板37与主反射面31之间形成有间断或台阶。可以理解的是，匹配板37与主反射面31连接形成平滑的朝向馈源32的内表面。

如图3所示，匹配板37有效高度已标志为距离3h到等效焦点35。距离3h是由匹配板37的顶面到顺着中轴线Z’的等效焦点35。匹配板37的顶面与沿着中轴线Z’的天线馈源32之间的距离为3s。匹配组件37对天线300性能的影响，将在下面进一步讨论。

图4示出了一个笛卡尔坐标系统X-Y-Z中的模型天线41的三维视图。模型天线41可以是，例如， 图2所示的天线200，图3所示的天线300，或者其它类型的微波天线。天线41的最高面42被当作是在x-y平面上的天线辐射口面。发射的微波信号沿着Z方向穿过天线辐射口面42并在其上面形成口径场分布。再参考图2和图3，罩体24或34的上边缘形成天线辐射口面。天线300的等效焦点35在X-Y面相对于Z轴有一位移或偏移。

在本实施方式中，一种称为口径场的合成方法被用于优化微波天线的整体性能。根据天线设计的理论，微波天线的远场辐射方向图是天线口径面上的场分布的空间傅里叶变换，例如图4所示的天线辐射口面42口径面上的场分布。天线口径面上的场分布包括一振幅分布和一相位分布。整个天线辐射口面42对应天线口径面上的场分布决定了最终的微波天线的辐射分布图。

天线口径面上的场分布可以通过输入的天线的结构参数作来计算。所示结构参数包括，例如，天线馈源22与图2所示的反射面21的顶点213之间的距离2s，等效焦点35对应圆的直径3d，匹配板37的直径3w，由匹配板37的顶面到顺着中轴线Z’的等效焦点35的距离3h，匹配板37与沿着中心轴Z’的等效焦点35之间的距离3h是可以根据口径场分布来确定。当然，事实上能改变天线的几何形状的任何结构参数都可以被使用在优化中。

图5为本发明实施例的优化微波天线性能的方法流程图。步骤510，确定所需要的天线结构参数。所需要的天线结构参数包括但不限于，匹配板的形状或直径，厚度，主反射面的焦点与直径比等。在一些实施方式中，根据天线的辐射效率和所需的增益值，天线匹配板的形状或直径可根据现有分析法来确定。在一些实施方式中，基于所需的天线结构限制，匹配板的厚度可以确定为23至33，且主反射面的焦点与直径比可为21至31。然后进入步骤520。

步骤510，估计天线的可调结构参数。在一些实施方式中，天线的可调结构参数的初始值可随机生成或根据先前经验获得。天线的结构参数包括但不限于，直径的有效焦距，例如有效焦距为35，匹配板37的参数等。匹配板的参数包括但不限于，直径，横截面，匹配板到实焦点的距离等。然后进入步骤530。

步骤530，计算天线底部的匹配板的直径。口径场分布包括振幅分布和相位分布。在一些实施方式中，时域有限差分方法（FDTD）全波仿真可用于获取相关的口径场信息，例如，所述一个或多个所述天线结构参数输入后计算出口径场分布。可以理解的是，其他的合适的基于计算机的仿真技术或方法也可用于所述口径场分布的计算。然后进入步骤540。

步骤540，根据计算所得的匹配板直径调整可调结构参数。在一些实施方式中，有效焦距的直径可被反复调整一直到振幅分布和相位分布达到预定效果。在一些实施方式中，包括匹配板的直径、横截面，匹配板到实焦点的距离也可被反复调整一直到振幅分布和相位分布达到预定效果。

方法500可以优化微波天线的性能，不需要依赖实验来调整上述结构参数数值。本发明实施例的方法可以克服传统分析方法存在的一些缺陷。虽然基于馈源设计的传统方法有参考价值，但对于完整的天线辐射特性的指导是非常有限的。这一点尤其体现在小F/D比率的深反射面天线上。对深的反射面，馈源和反射面之间的非线性耦合变得不可忽略，馈源本身的辐射信息很难预测整个天线耦合后的最终结果。因此，基于常规的方法往往需要通过实验的方法才能合理调节最终天线设计的结构参数。本实施方式的方法是基于在全波计算，并通过充分包含了馈源和微波天线的反射面和/或其它子部件间的互耦。因此，本实施方式的方法可以提供更多有力和丰富的方法来优化微波天线的性能。

为了说明天线的配置对模型天线41的性能的影响，提供三种类型的微波天线，实施例1-3，并对其性能作对比。在比较中，实施例1-3的微波天线，每个都有一直径为0.6米的天线辐射口面。可以理解的是，关于微波天线的天线辐射口面的直径为其他值也是可以的。

实施例1为图2所示的天线200，其有一标准的抛物线主反射面21。实施例2类似实施例1，除了用图3所示天线300的主反射面31来替换主反射面21。也就是，实施例2的主反射面有等效焦点，其移位或偏移天线的中心轴Z’，由底部中心形成穿孔。可以理解的是，实施例2的穿孔与主反射面31的孔312相比可能有不同的尺寸。实施例3为图3所示的天线300，其包括主反射面31和匹配板37。以上三种实施例都有一Y轴偏幅，采用的是图4所示的笛卡儿坐标系x-y-z。

图6示出了图4的天线辐射口面42所形成的空间二维振幅分布。在下面的图7-12，主偏振和共极辐射方向图由空径电场分布决定在下面的图7-12中，主偏振和同极辐射方向图将以场分量形式示出。实施例1-3分别用振幅与相位分别示意出天线口径面上的场分布。

图7和8显示了实施例1和2之间的开口的主平面Ey的振幅和相位比较。图8显示了实施例1和2的最终同极化辐射方向图。如图9所示，实施例1在约20-70度之间的角域很难符合ETSI的class 4的要求。通过引入抛物面反射面的水平位移因数（即，等效焦点35相对于在x-y平面上的中心轴的偏移或移位），如图7和图8所示，实施例2可以达到整形器振幅从x= ±[0, 100mm]下降，而没有过多影响相位分布，如图9所示，导致实施例1的第一SLL抑制超过2.5dB。此外，实施例2在30至约60度的辐射方向图有问题的区域，也得到改善。

图10和11展示了在实施例2和3之间口径主平面的Ey振幅和相位比较。图12显示了实施例2和3的最终的共极化辐射图。通过引入一匹配组件，如图3所示的匹配板37，如图 10所示，可以在所述x = ± [80 毫米，300 毫米]区域实现更大的整体振幅锥度。在位置x =90mm形成了分界点，x<90mm和x>90mm两个区域逐渐变得尖细和跌落。根据傅立叶计算，这会导致更低的SLL和方向图包罗。这一点由图12得到了证实，在> 20度角度区域，实施例3的图形显著提高，符合了ETSI 等级4的要求。另外，值得一提的是，第一SLL被进一步在实施例2基础上提高至实施例3的额外1db余量。

从以上图7-12所示的对比，其图3微波天线300的性能明显优越于图2的微波天线。偏焦和匹配板的引入，为主反射面的低干扰起了主要作用。值得提的是，我们发现图3所示的匹配板37的引进，它有着比抛物面便宜更为明显的影响。

另外，口径场分析，在方法500中已经说明，可以提供一个参考目标函数在优化过程里

此外，如图5所示的口径场分析法，可以提供一个参考目标函数的优化过程。

值得注意的是，以下技术方案1-12中的任一项都可以和技术方案13-18中的任一项相结合。

1. 一种用于微波通信系统的微波天线，包括：一个用于发射/接收微波信号的天线馈源，具有一个朝向天线馈源的内弧面的主反射面，内弧面用于反射/接收来自天线馈源的微波信号，天线馈源位于内弧面的中轴线上，主反射面的开口边缘形成辐射口面，辐射口面用于发射/接收微波信号，其特征在于，主反射面的天线馈源的位置与通过穿过所述辐射口面的微波信号的电场分布相适应。

2. 如第1项所述的微波天线，其特征在于，内弧面是一个抛物面，所述抛物面的等效焦点偏移于内弧面的中心轴。

3. 如第2项所述的微波天线，其特征在于，等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近，主反射面包括位于其底端中心部分的一个孔。

4. 如第3项所述的微波天线，其特征在于，还包括匹配板，其位于主反射面的底部中心。

5. 如第3项所述的微波天线，其特征在于，等效焦点对应圆形的直径，匹配板的直径，匹配板与等效焦点的距离，匹配板与天线馈源的距离，都由天线口径面上的场分布来决定。

6. 如第1项所述的微波天线，其特征在于，进一步包括沿着中心轴的第一端和第二端之间设置的波导管，第一端连接于天线馈源，第二端穿过主反射面的底部中心，波导管用于发射/接收来自或到达天线馈源的微波信号。

7. 如第1项所述的微波天线，其特征在于，包括罩体，其第一边缘与主反射面的开口边缘连接，相背的第二边缘形成口径，罩体的内表面设有吸波材料，罩体的第二边缘连接着天线罩。

8. 如第1项所述的微波天线，其特征在于，其天线口径面上的场分布包括一个振幅分布和一相位分布。

9. 如第4项所述的微波天线，其特征在于，在匹配板与主反射面之间可以形成有间断或台阶的衔接状态。

10. 一种用于微波通信系统的微波天线，其特征在于，所述微波天线包括一个用于发射和接收微波信号的天线馈源，具有一个朝向天线馈源的内弧面的主反射面，内弧面用于反射/接收来自天线馈源的微波信号，天线馈源位于内弧面的中轴线上，主反射面的开口边缘形成辐射口面，且在相对于开口端的底部中心形成穿孔，主反射面的开口边缘形成辐射口面，且在相对于开口端的底部中心形成穿孔，沿着中心轴的第一端和第二端之间设置的波导管，第一端连接于天线馈源，第二端穿过主反射面的底部中心，波导管用于发射/接收微波信号；一匹配板设于主反射面的穿孔位置，且面向天线馈源，波导管穿设于匹配板中。

11. 如第10项所述的微波天线，其特征在于，等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近。

12. 如第10项所述的微波天线，其特征在于，匹配板朝向天线辐射口面的横截面呈曲线，其截面曲线凹向天线口径面，横截面曲线可以包含线形或非线形，直线或阶梯式的曲线。

13. 一种用于优化微波天线性能的方法，其特征在于，所述方法包括：确定一个或多个微波天线的结构参数；输入确定的结构参数，进行天线口径面上的场分布计算，其天线口径面上的场分布包括一个振幅分布和一相位分布，通过计算机进行计算；通过调整微波天线的结构参数来实现口径面上的场分布。

14. 如第13项所述的方法，其特征在于，进一步包括，调整微波天线的主反射面，使其抛物面的等效焦点偏移于其中轴线，且等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近，主反射面的开口边缘形成辐射口面，在相对于开口端的底部中心形成圆形穿孔。

15. 如第14项所述的方法，其特征在于，进一步包括将匹配板设于主反射面的穿孔位置，且面向天线馈源，其横截面曲线可以包含线形或非线形，直线或阶梯式的曲线。

16. 如第14项所述的方法，其特征在于，其主反射面的结构参数至少包括如下参数中的一个：等效焦点对应圆形的直径，匹配板的直径，匹配板与等效焦点的距离，匹配板与天线馈源的距离。

17. 如第13项所述的方法，其特征在于，其估计的结构参数包括根据天线的辐射效率和所需的增益值所确定的天线初步外形尺寸。

18. 如第13项所述的方法，其特征在于，其估计的结构参数包括基于天线结构限制所确定的罩体的高度，和主反射面的焦点与直径比。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的，尤其是对材料、形状、大小及元部件排列组合进行的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于微波通信系统的微波天线，包括：一个用于发射/接收微波信号的天线馈源，具有一个朝向天线馈源的内弧面的主反射面，内弧面用于反射/接收来自天线馈源的微波信号，天线馈源位于内弧面的中轴线上，主反射面的开口边缘形成辐射口面，辐射口面用于发射/接收微波信号，其特征在于，主反射面的天线馈源的位置与通过穿过所述辐射口面的微波信号的电场分布相适应；主反射面包括位于其底端中心部分的一个穿孔，微波天线还包括设于主反射面的穿孔位置且面向天线馈源的匹配板。

2.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，内弧面是一个抛物面，所述抛物面的等效焦点偏移于内弧面的中心轴。

3.如权利要求2所述的微波天线，其特征在于，等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近。

4.如权利要求3所述的微波天线，其特征在于，等效焦点对应圆形的直径，匹配板的直径，匹配板与等效焦点的距离，匹配板与天线馈源的距离，都由天线口径面上的场分布来决定。

5.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，进一步包括沿着中心轴的第一端和第二端之间设置的波导管，第一端连接于天线馈源，第二端穿过主反射面的底部中心，波导管用于发射/接收来自或到达天线馈源的微波信号。

6.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，包括罩体，其第一边缘与主反射面的开口边缘连接，相背的第二边缘形成口径，罩体的内表面设有吸波材料，罩体的第二边缘连接着天线罩。

7.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，其天线口径面上的场分布包括一个振幅分布和一相位分布。

8.如权利要求1所述的微波天线，其特征在于，在匹配板与主反射面之间可以形成有间断或台阶的衔接状态。

9.一种用于微波通信系统的微波天线，其特征在于，所述微波天线包括一个用于发射和接收微波信号的天线馈源，具有一个朝向天线馈源的内弧面的主反射面，内弧面用于反射/接收来自天线馈源的微波信号，天线馈源位于内弧面的中轴线上，主反射面的开口边缘形成辐射口面，且在相对于开口端的底部中心形成穿孔，主反射面的开口边缘形成辐射口面，且在相对于开口端的底部中心形成穿孔，沿着中心轴的第一端和第二端之间设置的波导管，第一端连接于天线馈源，第二端穿过主反射面的底部中心，波导管用于发射/接收微波信号；一匹配板设于主反射面的穿孔位置，且面向天线馈源，波导管穿设于匹配板中。

10.如权利要求9所述的微波天线，其特征在于，等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近。

11.如权利要求9所述的微波天线，其特征在于，匹配板朝向天线辐射口面的横截面呈曲线，其截面曲线凹向天线口径面，横截面曲线可以包含线形或非线形，直线或阶梯式的曲线。

12.一种用于优化微波天线性能的方法，其特征在于，将匹配板设于主反射面的穿孔位置，且面向天线馈源，所述方法包括：

确定一个或多个微波天线的结构参数；

输入确定的结构参数，进行天线口径面上的场分布计算，其天线口径面上的场分布包括一个振幅分布和一相位分布，通过计算机进行计算；

通过调整微波天线的结构参数来实现口径面上的场分布。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括，调整微波天线的主反射面，使其抛物面的等效焦点偏移于其中轴线，且等效焦点位于内弧面对应的圆形或椭圆形的中心轴附近，主反射面的开口边缘形成辐射口面，在相对于开口端的底部中心形成圆形穿孔。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括

匹配板的横截面曲线可以包含线形或非线形，直线或阶梯式的曲线。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其主反射面的结构参数至少包括如下参数中的一个：等效焦点对应圆形的直径，匹配板的直径，匹配板与等效焦点的距离，匹配板与天线馈源的距离。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其估计的结构参数包括根据天线的辐射效率和所需的增益值所确定的天线初步外形尺寸。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其估计的结构参数包括基于天线结构限制所确定的罩体的高度，和主反射面的焦点与直径比。