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同时，现代电子系统正不断向体积小、重量轻、集成度高和性能好等趋势演进[19]
。
微波、毫米波平面技术对于系统级电路系统应用非常关键。一方面，微带线的平
面结构适合高频段应用， 但是泄漏较大。 另一方面波导结构又不适合平面结构的转接。
因此，人们希望能够研发既结合金属波导和微带线等平面传输线优点，又能克服各自
缺点的新型波导结构。符合这种技术要求的平面导波结构将具备重要的理论创新意义
以及实际应用价值[19]
。
基片集成波导（SIW）正是近几年来提出的一种可以满足上述条件，结合金属波
导和微带线等平面传输线优点的新型导波结构，它可以等效为一个大宽高比的介质填
充矩形波导。1998 年，Hirokawa[2]
和 Uchimum[3]
各自独立提出了一种由金属通孔阵列
构成的波导形式，他们发现金属通孔的阵列可以束缚电磁能量并在一定空间内向前传
播，这与金属理想电壁类似。Wu[5]
利用空气孔的性质，设计了另一种非辐射基片集成
介质波导。与此同时，Deslandes[4]
又进一步研究了其它平面微波电路到基片集成波导
的转接过渡结构， 在此基础上东南大学毫米波国家重点验室的洪伟教授等对SIW 进行
大量的研究分析，发现如果将 SIW 中缝等效为理想磁壁，可以进一步缩小导波结构体
积[7]
，这一改进结构称为半模基片集成波导（HMSIW） 。后来，洪伟教授的团队又深
入研究了 HMSIW 的性质并对其结构进行改进优化，提出了折叠半模基片集成波导
（FHMSIW）的概念，与HMSIW 相比，又缩小了近一半的体积。
1.1.5 基片集成波导天线研究现状
基片集成波导（SIW）技术由于具备波导优良电特性和微带线平面集成的双重优
点，且具有损耗低，功率容量高等特点，当之无愧成为目前应用研究的重点、热点。
在金属波导天线的应用中，很多都是在波导宽壁或窄壁上开缝形成缝隙天线并向外辐
射能量。这种天线形成的阵列往往增益较高、功率容量也比较大，而且这一类天线无
论从结构上还是设计上都相对简便。 因此大部分科研工作者在研究SIW 天线时往往对于 SIW 波导缝隙天线更加感兴趣，本毕业设计课题也将重点放在 SIW 波导缝隙阵列
的研究上。
SIW 波导裂缝天线从极化特性上分为圆极化、线极化、椭圆极化，从实现方式上
有驻波天线、行波天线，从缝隙切割方式上分为横缝、纵缝、斜缝。
矩形波导纵向裂缝可以等效为并联的纵向导纳，这是基于其缝隙内部电场近似成
正弦分布且相位近似不变的基础假设上。 因此主要运用Elliott方法综合波导裂缝阵列。
对于 SIW 纵缝驻波线极化阵列而言，在偏置不太大的情况下基本上满足之前的假设，
可以将纵向缝隙等效为并联的导纳，并用 Elliott 算法[8]~[11]
进行迭代综合。Elliott方法
包含内部和外部的所有互耦。通过对方程组的迭代求解，可以得出满足一定口径幅度
分布和阻抗匹配要求的缝隙结构参数。这种算法对于空气填充标准波导非常有效，然
而对于 SIW，初始迭代缝隙参数往往不够理想，这是因为 SIW 较大的宽高比使得缝
隙导纳特性对结构参数非常敏感且 SIW 内部存在高次模互耦。为了达到较好的波瓣
图，还需进一步全波仿真优化。同时，为了达到较低的副瓣还会对激励电压进行泰勒
加权分布处理。在 W 波段下，天线尺寸很小，对于结构参数及其敏感，又存在介质
损耗特性的变化使得SIW纵缝线阵的设计更具有挑战性。 Sun xinghua[26]