SIW频率扫描天线研究(2)
4.3 本章小结..21
5 基片集成波导频率扫描天线设计 22
5.1 未采用慢波结构的SIW频率扫描天线 22
5.1.1 未采用慢波结构的SIW频率扫描天线 22
5.1.2 未采用慢波结构的SIW频率扫描天线的单元设计 23
5.2 蛇形慢波线结构的SIW频率扫描天线 26
5.2.1 蛇形慢波线结构SIW频扫天线的设计 26
5.2.2 行波式蛇形慢波结构频扫天线 29
5.2.3 驻波式蛇形慢波结构频扫天线 32
5.3 本章小结 35
结 论 37
致 谢 38
参考文献39
1 绪论
1.1 研究背景
高性能无线组件和系统的设计，直接影响到雷达和天线技术的发展[1]。由于频率调至连续波（FMCW）雷达系统结构简单、成本较低，因此这项技术已经广泛用于车载的多普勒雷达中[2]。 雷达系统可以为用户提供目标的速度、方向以及相对距离的信息，除此之外，目标的相对角位置信息对于确定目标的精确位置也同样是非常重要的。大量道路情况的信息不仅增加了驾驶员和乘客安全，而且还提高了交通管制效率。其次，具有大扫面范围的雷达系统也有利于驾驶员的安全。
因此，决定雷达工作范围和信息精确度的关键因素有：1、高性能的T/R组件；2、为了减少功率放大器这类有源器件的应用，通常要求天线阵面要有高增益、窄波束等特性；3、为了获得其他车辆和障碍物的精确相对位置，因此天线的波束具有扫描特性。实现天线阵面的波束扫描通常有两种方式：1、机械扫描；2、相控阵。机械扫描由于其扫描速度较慢并需要额外的电源设备，因此这类并不技术适应于这类系统。相控阵提供可控辐射束从而可实现多方向检测，因此各种相控阵技术被提出[3]-[4]。移相器等有源器件是相控阵技术中至关重要的一部分，但是其实现难度高并且造价非常昂贵。
频率扫描天线使用的是不同的频率源来实现波束的扫描，因此和相控阵技术相比，频率扫描天线更易实现且成本较低。如漏波天线和波导缝隙天线等，都是较为常见的频率扫描天线。由于频率扫描天线的阵面尺寸较大，因此这种天线可以实现较高的天线增益。由于只有端向辐射，微带漏波天线只有有限的扫描范围。相对于微带漏波天线，超材料微带漏波天线可以通过反射、宽边以及端射的方式实现更宽的扫描范围。
1.2 国内外研究现状
1.3 主要研究工作及论文安排
本文主要研究的是基于基片集成波导的频率扫描天线，包括8单元串馈直线缝隙阵列天线和8单元蛇形慢波结构的缝隙阵列天线，同时设计出了一种渐变式基片集成波导——微带过渡结构。本文的研究内容安排如下：
第一章主要介绍了频率扫描天线的研究背景和国内外研究现状，并对本文主要研究工作和内容安排做了叙述。
第二章主要介绍了频率扫描天线的原理、重要设计参数的计算、慢波线结构以及 波导弯头的有关内容。
第三章主要介绍了缝隙天线阵列的有关概念，并且详细地介绍了驻波阵和行波阵原理和结构。
第四章主要介绍了基片集成波导的基本原理和与矩形波导的等效关系，并且设计出了一种共面渐变式基片集成波导——微带线过渡结构。
第五章主要介绍了本文设计出的两类基片集成波导频率扫描天线，包括天线的设计原理、天线的模型图、天线的扫描范围以及天线的优缺点等。