W波段基片集成波导多波束缝隙阵列天线设计与测试

"W波段多波束基片集成波导缝隙阵列天线设计" 本文主要探讨了在W波段（95 GHz至110 GHz）设计和实现多波束缝隙阵列天线的技术。这种天线采用了基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide, SIW）技术，这是一种在微波和毫米波频率范围内实现高性能、低成本的新型微波结构。通过结合SIW技术和标准的单层印刷电路板（PCB）工艺，设计者能够克服传统金属波导在高频应用中的局限性，如尺寸过大和制造复杂等问题。 首先，文章介绍了如何利用全波仿真软件设计出SIW与标准金属波导之间的垂直转接结构。这个转接结构是测试和验证W波段天线性能的关键，因为它允许信号在两种不同的传输媒介之间平滑过渡，保持信号质量和效率。 接着，文章深入讨论了基片集成波导缝隙阵列天线的设计过程。缝隙天线是一种常见的辐射单元，其结构是在波导壁上开槽形成，能有效减小天线尺寸并提高辐射效率。通过理论分析和全波仿真工具的优化，设计团队成功地设计出了能在W波段工作的缝隙阵列天线。 为了实现多波束的特性，天线的馈电网络采用了4x4的Butler矩阵。Butler矩阵是一种可以产生多个独立且相位差的馈电路径的电路，从而实现天线阵列的不同方向性。这里的Butler矩阵和其中的耦合器、移相器都采用SIW技术设计，这不仅降低了制造成本，还确保了在整个频带内的稳定性能。 文章最后展示了W波段多波束天线的整体仿真和实测结果，两者一致性良好，证明了所提出的天线设计的有效性和可靠性。测试结果表明，采用SIW技术和单层PCB工艺能够在毫米波的较高频段实现高性能的多波束天线，这对于无线通信、雷达系统和其他需要高精度定向辐射的应用具有重要意义。 关键词：基片集成波导，多波束天线，缝隙阵列天线，W波段，垂直转接，Butler矩阵，全波仿真