【摘 要】
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相较于低频段,毫米波频段（30～300GHz）因其频带宽,对应的天线尺寸小,分辨率高等优势在最近几年里成为了研究的重点。其中的W波段（75～110GHz）,尤其是77GHz、94GHz频率附近的大气衰减小,无疑是各种车载雷达、导弹引信和无线通信等领域的研究热门频率。综合上述论述,本文对基于微带线和基片集成波导结构的W波段平面阵列天线进行了深入的研究,论文的主要部分包括以下几个方面:首先设计了一款4
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相较于低频段,毫米波频段（30～300GHz）因其频带宽,对应的天线尺寸小,分辨率高等优势在最近几年里成为了研究的重点。其中的W波段（75～110GHz）,尤其是77GHz、94GHz频率附近的大气衰减小,无疑是各种车载雷达、导弹引信和无线通信等领域的研究热门频率。综合上述论述,本文对基于微带线和基片集成波导结构的W波段平面阵列天线进行了深入的研究,论文的主要部分包括以下几个方面:首先设计了一款45°线极化梳状微带阵列天线,采用梳状馈电方式替代传统的串联馈电方式以减小天线的传输损耗,另外考虑到该天线应用于车载雷达系统,本文选择将阵元偏置45°,以获得45°线极化波,从而减少对向车辆的电磁干扰。同时,为每一个阵元设置一个反射抵消缝隙来抵消阵元的反射能量,进一步解决了阵元间相位失配问题。并为阵列天线设计了一种T型馈电网络,将其与传统多级级联Y型馈电网络进行对比,显示了该结构性能的优越性。对最终设计的梳状微带天线阵列天线进行加工与仿真分析,结果显示发射天线增益为24.2d Bi,最大副瓣电平为-17.9d B;接收天线增益为16.1d Bi,最大副瓣电平为-18.4d B。然后,针对微带天线在高频段传输损耗大的问题,设计了一款基片集成波导缝隙阵列天线。采用等效分析法,分析等效波导孤立缝隙模型的辐射特性,按照泰勒分布要求,设置阵列单元中各缝隙的初始尺寸。然后采用基片集成波导结构设计了天线的馈电网络,并对基片集成波导缝隙阵列天线进行加工与仿真分析,结果表明发射天线增益为13.7d Bi,最大副瓣电平为-18.7d B;接收天线增益为12.8d Bi,最大副瓣电平为-13.3d B。最后设计了一种圆极化阵列天线,该天线运用了磁电偶极子理论,通过对各结构参数对天线性能影响进行分析评估,得到了天线单元的尺寸设计值。并使用基片集成波导作为天线的馈电网络、波导和微带-波导转换结构作为天线的传输层,最终实现了多层背馈式阵列天线结构。对其进行仿真分析,结果显示该天线具有极为对称的辐射模式,其增益为14.1d Bi,E面副瓣电平为-10.8d B,H面副瓣电平为-11.9d B,-10d B阻抗带宽约为17.4%。根据研究成果,完成了一项国家发明专利的申请（申请号:CN201910298837.1.）。
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