【摘 要】
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近几年自动驾驶技术快速发展,车载毫米波雷达作为汽车自动驾驶领域的重要组成部分,具有成本低、全天候工作的特点,受到了众多厂家的好评。本文以此为背景开展对车载毫米波雷达阵列天线的设计与研究,主要工作如下:本文首先设计了应用于车载毫米波雷达领域的矩形微带阵列天线,由矩形微带贴片组成1×16的线阵,采用泰勒综合法降低线阵的副瓣电平,极化方式为垂直极化。接着设计了功率分布满足泰勒分布的一分八功分器用于面阵馈
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近几年自动驾驶技术快速发展,车载毫米波雷达作为汽车自动驾驶领域的重要组成部分,具有成本低、全天候工作的特点,受到了众多厂家的好评。本文以此为背景开展对车载毫米波雷达阵列天线的设计与研究,主要工作如下:本文首先设计了应用于车载毫米波雷达领域的矩形微带阵列天线,由矩形微带贴片组成1×16的线阵,采用泰勒综合法降低线阵的副瓣电平,极化方式为垂直极化。接着设计了功率分布满足泰勒分布的一分八功分器用于面阵馈电,改善H面方向图。由线阵-功分网络-面阵的设计步骤,最终设计出的天线为8×16矩形微带阵列天线。仿真表明其阻抗带宽约为1.6GHz,中心频点76.5GHz处的增益达到了26d B,副瓣电平整体低于-20d B。接着设计了梳状微带阵列天线。该款天线仍采用之前设计的一分八功分器,由微带短截线组成1×16的线阵,极化方式为水平极化。使用功分器最终组成8×16的面阵,将设计的8×16矩形微带天线面阵与8×16梳状微带天线面阵性能作对比,发现梳状面阵在保持阵元数目不变的情况下能有效降低天线的尺寸,且整体性能较好,这样更有利于雷达后期的集成。最后设计了波导-微带转接结构,方便实物测试。测试结果与仿真结果较为吻合,中心频点76.5GHz处的增益为22.8d B,阻抗带宽约为2.5GHz,副瓣电平低于-18d B。最后对微带天线仿真落地后常见的工程问题进行研究分析,并提出了相应的解决思路。首先设计了单层平板天线罩,介绍了天线罩的设计要素,分别给垂直极化天线和水平极化天线加上天线罩。从四端口网络分析和仿真分析两方面都验证了水平极化方式的天线在天线罩的透波率上更有优势,因此若想要雷达具有较宽的波束覆盖范围,更推荐使用水平极化天线;接着通过仿真发现参考地大小对天线方向图的影响很大,提出了利用EBG（电磁带隙）的阻带特性,将电磁波限制在一定范围内,等效限制了参考地的大小,取得了很好的效果。
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