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近年来,随着人们对行车安全和自动驾驶的需求日益增长,具备主动安全技术的高级辅助驾驶系统发展迅速。毫米波车载雷达作为高级辅助驾驶系统的核心传感器,应用前景广阔。本文围绕着应毫米波车载雷达天线阵列开展了深入研究,主要研究工作和成果如下:首先,基于微带贴片单元宽度渐变法,设计了一种工作在76～77GHz的12元微带串馈天线线阵,然后运用差分进化算法,结合电磁全波仿真软件HFSS,在波束宽度和主波束偏移角度的约束下,将天线线阵在中心频点76.5GHz处的副瓣电平优化至-22.8dB。接下来设计了激励电流幅度满足切比雪夫分布的微带一分八功分器,并结合优化后的天线线阵,组成了8×12元微带串馈天线面阵。为便于测试,设计了适用于薄介质基板的微带—鳍线—WR12测试转接结构和金属波导结构件。测试结果表明,天线线阵在中心频率76.5GHz处增益为14.6dBi,E面副瓣电平为-20.1dB;天线面阵在中心频率76.5GHz处增益为21.3dBi,E面和H面副瓣电平分别为-17.5dB和-14.6dB。然后,设计了一种工作在77～81GHz的16元中心馈电SIW波导缝隙天线阵列,运用机器学习方法建立代理模型,结合差分进化算法和HFSS,将天线阵列在77～81GHz内H面的最大副瓣电平优化至-19.6dB以下。测试结果表明,天线阵列在中心频率79GHz处增益为10.4dBi,在81GHz处有着-12dB的带内最大副瓣电平。最后,设计了一种工作在75～82GHz的新型宽带SIW背腔缝隙天线单元,该天线单元由2个L型缝隙对组成,单元增益为10.9dBi。在研究了常规介质黏贴层对于缝隙耦合馈电天线阵列的增益和方向图的影响后,对天线单元组阵,通过巧妙地设计金属化通孔和金属化盲孔的位置,在介质黏贴层中形成了8个单侧长边开放的矩形SIW隔离腔,显著降低了黏贴层中泄露的电磁场对天线阵列方向图和增益的影响。测试结果表明,天线阵列在中心频率79GHz处增益为16dBi,且在整个75～82GHz频带内有着增益波动小于1dB的平坦增益特性。