毫米波车载雷达作为汽车主动安全和未来无人驾驶的关键传感器备受关注。毫米波天线作为雷达系统中的关键器件,其辐射性能对毫米波车载雷达的系统性能、外形结构尺寸以及整机成本有重要作用。因此,设计能够满足系统需求的高性能毫米波天线是现今的热门研究课题。本文主要研究应用于77GHz毫米波车载雷达的微带行波阵列天线,包括四个部分:第一部分:首先对国内外车载雷达及车载雷达天线进行调研,分析了毫米波车载雷达天线的发展趋势。其次对相关天线理论进行概述,为后续天线设计打下理论基础。第二部分:主要研究了应用于77GHz毫米波车载雷达的梳状天线设计,包括驻波阵和常规行波阵。详细介绍了两种阵列的设计方法,包括理论计算、仿真提取与副瓣控制等。最后通过对比分析指出,驻波阵带宽较窄且无法进行波束赋形,而常规行波阵虽带宽展宽但无法获得边射方向图。第三部分:针对常规行波阵存在的不足,首先设计了一款具有反射相消结构的新型梳状天线单元。基于这种单元,设计了一个18元新型梳状行波线阵,对其进行加工和实测,结果表明,该阵列天线可实现边射方向图,且在76-77GHz频段内,|S11|小于-15dB,俯仰面副瓣电平低于-21dB,方位面波束宽度为70°,可应用于77GHz毫米波车载雷达。最后将此阵列天线应用到8通道数字波束形成(Digital Beam Forming,DBF)雷达系统中,发现此阵列天线具有DBF雷达系统所需的两个关键特性:一是宽波束,半功率波束宽度大于100°;二是高隔离度,通道间隔离度大于25.3dB。与常规驻波阵相比,方位面波束宽度展宽约18°,相邻阵列间的隔离度可提高3dB,体现了其在车载雷达应用中的优势。第四部分:结合77GHz近距-远距双模车载雷达的系统需求,设计了基于新型梳状行波阵天线的3T8R的MIMO阵列。其中远距模式包括2个发射天线,近距模式包括1个发射天线,两个模式分时共用八个接收天线。远距模式下的窄波束发射天线天采用4×18元面阵结构,其方位面波束宽度为20°,俯仰面副瓣电平低于-21dB,天线增益20.7dBi。近距模式下的发射天线和所有接收天线均采用18元线阵结构。MIMO天线系统中,各通道|S11|小于-20dB,通道间隔离度大于25.3dB。各通道天线方向图指标均满足雷达指标要求,可应用于77GHz毫米波车载雷达。