天线是将导行波与自由空间电磁波相互转换的器件,是任何一个通信系统中不可或缺的部分。超宽带(UWB,Ultra-Wideband)技术自问世以来,因其低能耗、拥有极大的信道容量、具有良好的时域解析能力等很多传统通信技术无法具备的优点受到了广泛的关注与研究。随着雷达技术蓬勃发展,雷达也具有广阔的发展前景和市场需求力,如安防门禁系统、防碰撞车载雷达等。因此UWB天线和雷达天线有很强的研究性,本文也将针对不同系统中不同性能要求的天线进行相关的研究与设计。论文的主要工作和创新点如下:首先,针对UWB定位系统的需要,本文采用Vivaldi天线的形式,加工设计了三款不同的Vivaldi天线。首先基于传统Vivaldi天线结构,采用天线外边缘开渐变梯形槽缝和加载金属条的技术,实现小型化、紧凑结构Vivaldi天线设计。该天线尺寸为39×45×0.8mm3,测试工作带宽为2.9-14.5GHz,仿真增益在UWB带宽内为5.5-7.8dBi。其次,由于UWB频段内覆盖 WLAN (5.18-5.825 GHz),通过加载容性加载环 CLL (Capacitively Loaded Loop)谐振结构设计了具有5-5.9GHz带陷特性的Vivaldi天线。最后,通过介质加载的方式进一步提高天线增益并采用菱形槽线枝节改善低频端带宽。该天线尺寸为40×50×0.8mm3,测试工作带宽为2.9-14.2GHz。UWB频段内仿真增益为5.5-9dBi,3-5.8GHz内测试增益为5-7.6dBi,该天线结构紧凑、高增益,时域性能、辐射性能良好。三款天线仿真和测试结果吻合良好。其次,基于78GHz防碰撞车载雷达系统的需求。设计三款不同结构的幅相一致性好、满足性能要求的威尔金森功分器,用于微带阵列天线的馈电网络;设计了 78GHz频段下,两种有过孔形式接地共面波导-微带线转换结构,用于不同需求下相控阵天线阵列与后级芯片电路的连接。最后,根据78GHz车载防碰撞雷达系统的不同相控阵需求,设计了两款不同增益需求下一路2×8、一路4×8发射天线和一款两路并行接收天线。发射天线和接收天线都采用切比雪夫分布降低副瓣电平SLL(sidelobe level)的串馈微带阵列天线。2×8发射天线的仿真带宽为77.5-78.4GHz,SLL在phi=0°与phi=90°平面内均低于-]9dB,在78GHz处天线阵列的最大增益为14.3dBi。4×8发射天线的仿真带宽为77.3-78.6GHz,SLL在phi=0°与phi=90°的平面内均低于-15dB,在78GHz处天线阵列的最大增益为17.6dBi。接收天线的仿真带宽为77.5-78.5GHz,SLL在phi=0°与phi=90°平面内均低于-18dB,在78GHz处天线阵列的最大增益为14.4dBi。