随着科技的进步,通信领域正在高速发展,为了解决频谱资源稀缺的问题,毫米波段成为了研究热点。然而,毫米波由于频率高,存在损耗大、传输效率低等缺点。毫米波多波束天线能产生较高增益的波束,并能实现空间中的扫描;基片集成波导(SIW)结合了微带线与传统波导的优点,具有低损耗、体积小、易于集成等优点,很适合高频的传输。因此,基于SIW的毫米波多波束天线能有效解决毫米波的缺点,具有重要的研究意义。本文主要围绕SIW毫米波多波束天线展开研究,主要内容可分为以下几点:首先,文章介绍了基片集成波导的原理和设计思路,讨论了隙缝天线的相关理论,通过隙缝天线的直线阵与平面阵分别了解了一维扫描和二维扫描的基本原理,为后续的设计工作奠定理论基础。接着,提出了一种降副瓣的SIW多波束抛物柱面天线。天线系统可以分为三部分:馈电端口、准光学系统以及辐射部分。抛物柱面形式的天线具有诸如馈源遮挡与边缘波束恶化导致副瓣电平升高等问题。针对馈源遮挡问题,天线系统采用双层结构;为了降低边缘波束的副瓣电平,准光学系统中增加了两个副反射面,对称分布于主反射面两侧;此外,通过在天线阵列中添加一些金属柱,可以达到更好的降副瓣效果。该天线工作在28GHz,经加工测量验证,覆盖角度可达±45°,并且所有波束的副瓣电平均低于-12dB,性能良好。最后,提出了一种基于抛物柱面天线与Butler矩阵的4×4二维扫描多波束天线。Butler矩阵结构灵活,能实现固定的幅度与相位分布,但是设计较为繁杂;抛物柱面天线结构简单,尺寸小,但是形式固定,难以实现二维扫描。因此,本文提出将Butler矩阵与抛物柱面天线相结合共同实现二维扫描。本方案需要四个抛物柱面天线以及四个4×4 Butler矩阵。单个抛物柱面天线的设计思路与上一方案相同,解决了馈源遮挡并实现了降副瓣的效果。单个4×4 Butler采用双层结构,先对各器件进行单独设计仿真,之后将所有器件级联。Butler矩阵与抛物柱面级联过后得到完整的天线系统,经加工测试验证,该天线可较好地实现4×4共16个波束的半空间二维扫描。