龙伯透镜天线是一种球形的分层介质透镜天线,其主要特点是能够把入射波聚焦到球表面一点。由于龙伯透镜天线自身的球对称性和良好的天线性能参数使得其具有多波束、宽频带、宽扫描角范围、造价低等优点,因此在卫星通信、导航、雷达抗干扰技术等领域中得到了广泛的应用。本文针对船载多波束龙伯透镜天线中的部分关键技术开展了相关的研究工作,主要内容包括:本文首先介绍了龙伯透镜天线技术的研究意义和现状,对龙伯透镜天线的工作原理进行了阐述,并对分析求解及优化设计龙伯透镜的方法进行了概述。其次,在龙伯透镜天线的高效馈源优化设计方面,本文设计出并加工、测试了Ku双频段高效波纹喇叭馈源。其中馈电部分采用双探针正交馈电的方式实现收发正交极化,辐射口面采用波纹开槽形式的喇叭,且在收发频段内可以形成具有良好的旋转轴对称性、低副瓣、低交叉极化等辐射特性。相对于原有Ku频段介质杆喇叭馈源而言,不存在介质损耗,且用于同一龙伯透镜的整体天线效率要有所提高。第三,在多波束龙伯透镜天线的Ku、Ka频段馈源同时收发同一颗卫星方面,针对多个馈源的简单聚集会导致波束偏焦的现象,本文提出了一种馈源组阵的馈电方式,并在此基础上对原有设计的Ku、Ka馈源辐射口面进行改进以减小阵列间距,从而部分解决了波束偏焦现象。第四,针对龙伯透镜介质材料介电参数测量的问题,设计并加工了用于测量低损耗介质材料复介电常数的圆柱谐振腔,通过选用基于高Q腔原理的TE01n模圆柱腔对介质材料进行测量,且测试准确度较高。最后,通过仿真研究了加地板的半球透镜天线形式,在不降低增益的情况下相比全球透镜而言减小了天线的纵向尺寸并且安装方便。此外,本文也给出了一种可行的船载多波束龙伯透镜天线卫星跟踪系统方案,具有较高的工程应用价值。