在微波源固态化的过程中,以半导体材料为基础的大功率微波源技术迅猛发展。这种源有三个重要特点:1)输出窄脉冲信号。2)输出信号频带宽。3)输出瞬态峰值功率大。基于这些特点,这种大功率微波源在反隐身雷达、穿墙雷达、探地雷达、大范围远距离精确测距、高功率微波武器、医疗、快速摄影等领域有着极为广阔的应用前景。然而常用的馈电器件和天线结构都比较密集,不能够在大功率条件下工作。存在的主要问题是,大功率情况下,所传输的信号峰值功率大:可达120MW以上,峰值电压很高:少则几千伏,高则可达万伏以上,在这样的条件下,通常系统面临的困境是系统各部分之间隔离度差,各部分之间的放电难以克服。显然设计出具有耐高压的、辐射性能良好、价格低廉、外形小的天线系统,对开发利用这种微波源有着十分重要的意义。选择和设计能利用高功率源的耐高压天线,天线和馈电结构的耐高压特性设计是本文的重点和难点。本文在分析了半导体微波源特点之后,以充分利用大功率微波源为目的,结合项目要求,针对性的对天线系统的设计提出了具体的要求,以后的研究工作也在该要求的指导下展开。根据设计要求,整个工作分为以下几个部分:天线选择、设计;有源高功率馈电设计和无源高功率馈电设计;研究过程过程中采用的方法有理论分析、EDA仿真、实验等。在选择和设计高功率天线的过程中:比较了各种天线的特点,在现实条件允许的前提下,选定异面Vivaldi天线作为辐射器。设计中,分析了渐变线、天线面的结构对该天线性能的影响;首次在Vivaldi天线辐射面上开槽,系统的研究了各种开槽方式对天线特性的影响;在为天线设计馈电的过程中:分析了异面Vivaldi天线各种馈电方式的特点,最终提出了两种耐高压馈电结构,它们分别是:1)非平衡Blumlein有源馈电结构。2)无源的异面波导馈电结构。