基片集成波导（SIW：Substrate Integrated Waveguide）作为一种平面集成导波结构，兼具传统金属波导和微带类传输线的优点。基于SIW设计的天线也具有低损耗、辐射效率高、易于平面集成、加工容易等优势。本文针对 24GHz 小型化 SAR 成像雷达应用，研究基于SIW的天线与阵列，包括缝隙驻波阵列和缝隙结构滤波天线。论文工作主要包括以下三个部分：
　　第一部分主要介绍了SIW缝隙天线与滤波天线的理论基础。首先介绍了SIW结构特征与等效分析方法，分析了SIW的导波特性。然后讨论了SIW缝隙结构的辐射原理，基于Elliot经典波导缝隙理论，分析SIW宽边纵缝单元的辐射特性与参数提取，以及宽边纵缝阵列的综合方法。最后针对SIW缝隙结构的耦合谐振滤波天线，介绍了其耦合矩阵、参数提取和设计方法。
　　第二部分对24GHz小型SAR成像雷达的SIW纵向缝隙阵天线进行设计。首先介绍了天线设计背景与指标要求，确定了设计方案。然后对单缝参数进行修正，根据缝隙阵列综合方法与泰勒分布理论，设计了1×10的一维泰勒分布低副瓣线阵。设计了SIW功分器和SIW与微带线的过渡结构，与1×10线阵结合，设计出2×10缝隙阵列天线。测试结果表明，该天线在指定工作频率24~24.5GHz范围内回波损耗均小于-15dB，在工作频带内各频点的横向波束宽度均在 35°~40°内，运动方向波束宽度均在 12°~15°内，增益均在14dB以上，收发天线隔离度均在45dB以上，天线各项指标均满足设计要求。
　　为了抑制带外杂散，提高系统性能，第三部分进一步研究了24GHz频段SIW缝隙结构滤波天线。采用参数提取与空间映射法相结合的方法，设计了基于SIW结构的滤波器与SIW缝隙滤波天线单元与阵列。首先对滤波器与滤波天线的耦合矩阵进行分析，综合出理想的滤波响应，之后对耦合系数、外部品质因数和辐射品质因数进行提取，确定器件的初始参数。然后将初始模型的仿真结果带入 ADS 中进行粗糙模型映射，提取整个模型的耦合矩阵，与理想矩阵进行对比，确定尺寸参数的调整方向，经过迭代优化，最终得到接近理想滤波响应的滤波天线与滤波器。实验结果与仿真设计结果基本一致，验证了滤波与天线融合后的综合响应特性。