中文引用格式： 李文迅. 基于基片集成波導圓極化天線微波毫米波天線[J]. 電子技術應用，2025，51(7)：5-10.
英文引用格式： Li Wenxun. Substrate integrated waveguide circularly polarized antenna for microwave and millimeter-wave applications[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(7)：5-10.
引言
隨著毫米波（Millimeter Wave,MMW）無線通信系統的快速發展，圓極化天線因其能夠有效降低發射與接收天線之間的極化失配，并抑制多徑效應干擾，受到了廣泛關注[1]。毫米波頻段因其高信道容量的特性，成為研究熱點，并在汽車雷達[2]和成像系統[3]等領域得到了廣泛應用。然而，需要注意的是，汽車雷達通常使用高衰減毫米波頻段，因此在此處將其作為低傳播衰減頻段的示例可能不夠準確。
在毫米波天線設計中，高增益基片集成波導（Substrate Integrated Waveguide,SIW）陣列天線因其優異的性能得到了廣泛應用[4-8]。近年來，圓極化SIW天線的研究取得了顯著進展，主要包括圓極化SIW縫隙天線[7-8]、圓極化SIW諧振器天線[9]以及圓極化SIW平面孔徑天線[10-16]等。此外，結合極化轉換器實現圓極化輻射的方法也受到了關注[17-21]。極化轉換器的優勢在于能夠避免復雜的饋電網絡設計，減少介質損耗，同時提高天線的輻射增益和效率。常見的極化轉換器設計包括曲折線極化轉換器[18-19]和頻率選擇性表面（Frequency Selective Surface,FSS）結構[20-21]。然而，曲折線極化轉換器通常引入較高的插入損耗，而FSS結構主要用于反射面，難以作為透射偏振片使用。
本文提出了一種基于四脊波導極化器的圓極化SIW背腔縫隙天線陣列，工作在Ka波段。與傳統的矩形或圓形波導極化器相比，四脊波導具有尺寸小、輻射孔徑效率高的優勢。首先，本文詳細分析了SIW諧振腔中的TE110模式以及四脊波導極化器中的四個最低基本模式，設計了一款加載四脊波導的圓極化SIW單元天線。隨后，基于優化后的單元天線，采用一分八的T形功分器結構，通過多層印刷電路板（PCB）工藝設計并加工了一款4×4的三層SIW圓極化陣列天線，并進行了實驗驗證。測試結果表明，該天線具有較高的孔徑效率和較低的交叉極化水平，展現了良好的輻射特性。
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作者信息：
李文迅
（中國西南電子技術研究所，四川 成都 610036）
