单脉冲雷达天线通过单个回波脉冲就可以获取出目标的全部方向信息及距离信息,具有很高的定位精度和极强的抗干扰能力,已广泛应用于弹载末制导系统中。为满足平台的特殊要求,理想的单脉冲天线应具有体积小、重量轻、易集成等特点。基片集成波导(SIW)是近年来提出的一种新型导波电路。它结合了微带电路和矩形波导的优点,具有成本低、重量轻、结构紧凑、易与其他有源及无源电路集成的特性,已经被广泛使用于低剖面微波器件设计中。本论文有机结合SIW技术与平面裂缝阵天线技术,提出了一种具有低剖面、轻重量、低旁瓣、高增益的毫米波单脉冲天线系统。总体尺寸为80mm?144mm?1.088mm。设计结果表明,该天线增益为27.82d B,俯仰面和波束副瓣电平为-29dB,方位面和波束副瓣电平为-24.1dB。具体研究内容如下:1、为了实现天线俯仰面方向图低旁瓣特性,采用泰勒分布方法设计了两根背靠背16槽缝隙天线结构。论文首先对SIW的传输特性以及驻波裂缝阵的设计方法开展了理论研究,基于该理论完成了参数优化设计程序的编制,并给出了一维裂缝阵的设计参数。仿真得到天线的增益为18.23dB,旁瓣电平为-30.2dB。其次,将8条同样的缝隙天线组成天线阵面进行仿真,得到了俯仰面和方位面方向的和差波束。最大增益为27.82dB,俯仰面内旁瓣电平为-29dB,方位面内旁瓣电平为-13.1dB。2、为了实现天线方位面方向图低旁瓣特性,设计了八路同样具有泰勒分布的SIW功分网络。文中首先开展了8路均匀功分网络的设计,然后对T型、Y型不等功分网络进行分析;在此设计基础上调节电流分支处和拐角处的电感柱的相对位置,实现了各输出端口功率满足泰勒分布,相位满足同相。进而将功分网络与天线阵进行联合仿真,结果表明采用该功分网络能够有效降低天线方位面旁瓣电平,且较均匀功分系统相比副瓣电平降低了11dB。3、为了对辐射天线馈电,形成和差波束,设计了SIW单脉冲比较器。其由定向耦合器、移相器和SIW到矩形波导的过渡结构组成。在34-36GHz频带内,各端口回波损耗基本都在-25dB以下,幅度不一致性小于0.6dB,相位不一致性小于3.9deg;同时,结合项目需要,利用相同的设计方法完成了另一种基于卡式结构的单脉冲天线配套比较器设计。4、完成了毫米波单脉冲天线一体化系统设计。并对过渡段结构以及对基于卡式结构单脉冲天线配套的单脉冲比较器进行了实物加工以及测试;同时为了验证一维线阵方法,对早期加工的单脉冲均匀馈电裂缝阵天线进行测试。本文的特色有三点。第一、在设计SIW多路功分网络时,传统的做法是采用等功率输出。本文首次在功分网络中采用泰勒口径分布,实现了整个天线阵面方位面低旁瓣特性。第二、在设计SIW单脉冲比较器时,传统的是采用微带线过渡结构进行测试。本文在单脉冲比较器中采用基片集成波导到矩形波导的过渡结构,降低了整体结构的插损。第三、在设计整个SIW单脉冲天线时,本文在天线的方位面和俯仰面上同时采用泰勒分布,降低了天线方位面和俯仰面的旁瓣电平。