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间隙波导是一种具有混合边界的新型导波结构,具有高效率、宽频带、易加工、腔模抑制等特点,在高频微波器件如天线、滤波器、双工器等设计中具有广阔的应用前景。论文主要围绕间隙波导漏波天线和阵列天线展开研究。针对现有间隙波导天线副瓣电平较高的难题,采用新型线性渐变结构和结合泰勒线源法成功降低了天线副瓣;漏波天线通过周期性加载辐射单元可以获得很高的方向性,采用周期单元阻抗匹配的方法,提出了一种新型脊隙波导漏波天线,实现了带内无隙扫描,解决了漏波天线无隙扫描时遇到的开阻带(OSB)效应;采用加载磁电偶极子天线和单元阻抗匹配的联合方法,提出了一种新型的带内增益平稳无隙扫描漏波天线,克服了漏波天线波束扫描时带内增益变化较大和无隙扫描时遇到的OSB效应综合问题;针对现有间隙波导天线多为线极化天线的问题,提出了一种新型口径耦合的脊隙波导阵列天线,实现了天线的圆极化辐射特性;结合间隙波导技术、背腔式天线技术和磁电偶极子天线技术,提出了一种新型的毫米波频段高效率宽频带阵列天线,解决了现有毫米波频段阵列天线高效率与宽频带无法兼顾的难题。详细内容如下:1、提出了一种新型具有线性渐变结构的槽隙波导漏波天线。工作于X波段,通过改变辐射边一侧销钉高度,优化天线的衰减常数,有效降低天线副瓣。测试结果表明天线副瓣电平相较于线性不变结构降低了3dB。采用泰勒线源法设计了新型Ku频段低副瓣槽隙波导漏波天线,槽隙波导上下平板添加波纹槽和在馈电端口引入切口的方法改善天线远场辐射方向图,副瓣电平低于-20dB。2、提出了一种新型Ku频段脊隙波导漏波天线。采用单元阻抗匹配技术减小OSB效应,测试结果表明,天线扫描范围为-9°到+19°,成功实现了带内无隙扫描。此外,转接器采用多节阶梯阻抗变换器设计,可用频段包括整个Ku波段,性能好于已知文献中所提出的设计。3、提出了一种新型无隙扫描槽隙波导漏波天线。加载磁电偶极子有效提高了增益平坦度,在宽带范围内增益变化小于2.7dB。单元阻抗匹配实现了宽角域天线无隙扫描,扫描范围为24°,天线平均增益为15.78dB。所设计天线性能好于已知同类型天线。4、提出了一种新型口径耦合圆极化脊隙波导阵列天线。引入“L”型缝隙将电磁波耦合至椭圆形贴片,成功实现了天线圆极化。天线阻抗带宽为14.12GHz-15.37GHz,1dB轴比带宽为14.73GHz-15.15GHz。所提出的新型天线对圆极化间隙波导阵列天线设计具有重要的借鉴意义5、提出了一种新型的毫米波频段高效率宽频带阵列天线。间隙波导技术、背腔式天线技术和磁电偶极子天线技术的综合优化设计,实现了天线的高效率宽频带特性。阵列天线阻抗带宽为56.5GHz-65.5GHz,相对带宽为15%。天线在整个频段内口径效率大于90%,平均增益为26.4dB,带内增益变化小于1.6dB。综合考虑天线效率与带宽性能,相比文献中的天线,所设计天线具有较大的优势。