随着高速公路承载的运输量也越来越大，给高速公路的持续畅通提出了挑战。在这种情况下，我国的ETC产业有了很大的发展。作为ETC前端的接收与发射天线也在高速的发展中。本文提出了基于Butler矩阵的波束切换天线作为，ETC的前端天线。这种波束切换天线在实现多个车道共用、降低天线阵列副瓣等方面具有较强优势。本文首先介绍了ETC以及Butler矩阵的发展背景以及国内外动态，并从理论方面对直线阵列的基本原理以及Butler矩阵的设计方法进行了研究，主要有微带天线的传输线分析法、定向耦合器的奇偶模分析法、天线阵列方向图的乘法原理以及Dolph-Chebyshev综合法原理等。通过理论上的研究总结出微带天线以及阵列的设计方法及原则，分析Butler矩阵的构造原理以及实现幅度加权的方法。通过理论知识的储备，为后文的设计工作做好规划。接着本文首先设计了工作于5.8GHz的微带天线单元，并以此设计了8单元线阵。通过仿真的方法对天线阵列的S参数以及方向图进行了计算。接着本文设计了等幅分布的4端口Butler矩阵，并利用设计好的天线阵列对Butler阵的性能进行仿真检验。最后设计了8输出端口的幅度加权Butler阵以降低天线阵列的副瓣电平，并在此基础上提出了一种新型简化结构的Butler阵。通过改变输入端口能形成4个不同指向的波束，且每个波束的副瓣电平较等幅分布的天线阵列有所降低，同时能够有效的提高传输效率。