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CTS(Continuous Transverse Stub,连续横向枝节)阵列天线,在平板波导上连续开贯通的横向缝并在横向缝上加枝节实现辐射,采用TEM模馈电,具有很高的馈电效率和口径效率,是高增益天线一个极为重要的方向。同时CTS阵列易于实现波束控制、双极化等多种功能,加工简便成本低,具有广泛的应用前景。本文围绕平面CTS阵列天线以及低耗TEM模馈电设计展开深入研究,主要内容如下：首先对CTS天线单元的辐射机理分析,建立了周期边界的单元仿真模型,讨论各结构参数对天线辐射性能的影响。针对CTS天线SIW全平面设计中枝节长度固定的情况,进一步提出辐射枝节加载金属膜片的方法,实现CTS单元阻抗匹配和辐射性能优化。第二,对平板波导TEM波串行馈电的CTS天线阵列设计展开深入研究。分别对均匀分布的CTS谐振式阵列和非谐振式阵列进行设计与性能分析,在此基础上提出了小型CTS阵列的逐级优化输入阻抗的改进设计方案,在满足设计带宽的要求下有效提高阵列辐射效率。本文阵列和馈电设计研究均以8单元阵列为例进行讨论。第三,为实现CTS天线阵列TEM模馈电,探讨SIW波导线源设计。采用SIW结构,重点设计了从波导TE10模分析向平板波导TEM模的转换结构——T-junction;同时针对辐射波导最外侧为金属壁边界,设计末端匹配节,保证馈电波导TEM场正确分布。分别给出单元之间并馈和串馈两种方式的馈电电路设计。基于上述研究,对工作于12.5GHz频率下的8单元SIW串馈型CTS阵列进行整体优化设计。采用SIW技术,CTS馈电和辐射波导以及辐射枝节均采用厚度为3.175mm的Rogers5880基片实现,可天线采用成熟的激光制版工艺制作。完成了天线加工和测试,测试结果表明天线反射系数小于-10dB的带宽为12.27GHz-12.92GHz,相对阻抗带宽为5.2%。在12.5GHz上,波束偏离法线方向2度,增益为24.77dB。实测试结果与仿真结果具有很好的一致性,验证了设计方法的有效性和可行性。