近十年来,汽车拥有量逐年增长趋势迅猛,同时汽车安全性能也受到广泛关注。车载雷达作为汽车安全系统中重要一环,备受研究者和厂商的关注。而毫米波雷达以其全天候、精度高以及体积小等突出优势,成为现阶段车载雷达研究发展的主流。其中天线作为雷达中收发装置,其优劣直接影响了毫米波雷达的探测性能,所以实现宽频带、低成本、高性能的毫米波雷达天线仍是研究的热点。针对以上初衷,本文主要设计了24GHz和77GHz两个频段的透镜天线。首先,利用三层双同轴金属环结构设计了一种透射超表面单元,通过调节两个金属环的内外半径,能够实现整个2π传输相位的覆盖。将该超表面单元按照相位梯度排列成6×1和8×1的电磁偏折超表面阵列,在24GHz附近能够实现电磁波不同角度的偏转。同时将超表面单元按照从内到外相位梯度上升排列成一款15×15的超透镜天线阵列,尺寸仅为45×45×1.705mm~3,同时增益达到25d B,这表明该超表面结构在小尺寸的情况下实现了高传输、高增益。随后,在紧跟手性超材料的热点下,为了提高毫米波雷达在远距离探测中的性能,进一步设计了一种由两段铝制螺旋线以及一块介质基板组成的双螺旋超材料单元。由双螺旋单元组成的透镜天线在75-79GHz的频率范围内,最高增益达到26d B,同时半功率波束宽度仅有10°,能够检测更宽范围内的目标。本文所设计的两种毫米波雷达天线在低成本、便于集成的前提下,实现了高增益、高传输和宽频带,为车载毫米波雷达研究设计提供了一种新的思路和方法。