【摘 要】
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随着车辆数量的增多,巨大的停车压力对停车场、停车位的要求也越来越高。随着物联网（Internet of Things,IOT）技术和智能停车系统的发展,自动停车设备也迅速应用到了停车系统中。为了兼顾自动停车设备的精度、价格和使用年限,可以在停车系统中使用满足高增益、小体积和高前后比要求的K波段（18～27GHz）天线来接收和发射电磁波。在此基础上,本文开展了适用于停车系统的K波段环缝隙阵列天线的研
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随着车辆数量的增多,巨大的停车压力对停车场、停车位的要求也越来越高。随着物联网（Internet of Things,IOT）技术和智能停车系统的发展,自动停车设备也迅速应用到了停车系统中。为了兼顾自动停车设备的精度、价格和使用年限,可以在停车系统中使用满足高增益、小体积和高前后比要求的K波段（18～27GHz）天线来接收和发射电磁波。在此基础上,本文开展了适用于停车系统的K波段环缝隙阵列天线的研究与设计。本文的主要工作内容如下:（1）阐述了环缝隙天线的原理,设计了一款基于传统的环缝隙天线的、使用共面波导和微带线作为混合馈电的环缝隙天线。天线的电流路径周围有一圈接地的通孔,用来减少电磁波在衬底中的扩散造成的损耗。天线在工作带宽（22.7～26.8GHz）内实现了S11小于-10d B,天线的仿真增益为7.61～8.15d Bi在上述工作频段该天线具有良好的定向辐射特性。（2）基于单个环缝隙天线设计并加工了一款串联馈电的环缝隙阵列天线。每个环缝隙天线的底面在中心被切割,使用共面波导向天线发送能量,共面波导通过微带线连接到天线的上方。下环缝隙元件中的微带线继续作为上环缝隙元件的馈电,从而实现串联馈电。该天线在工作带宽（23.3GHz～25.9GHz）内实现了S11小于-10d B,具有良好的阻抗匹配特性,以及10.75d Bi的最大增益,确保了测试系统的高测试精度性能。天线整体尺寸为16mm×28mm×1.524mm,具备0.12λ（λ为24GHz对应的自由空间波长）的低剖面小尺寸。（3）基于环缝隙阵列天线,设计了一款扼流圈环缝隙天线。天线使用了间距和高度约为四分之一波长的扼流圈,设计了两种实现形式,并对天线实物进行了测试。第一种实现形式为与天线本身高度一致的扼流圈。天线实际测试时的S11小于-10d B的频段为23.0～25.5GHz,测试增益全都大于9.51d Bi,实际测试的前后比为20d B。第二种实现形式为比天线高度高出2mm的扼流圈。用FR4的介质板打上电镀过孔,用尼龙螺柱将两款介质板拧在一起并将过孔的位置焊接。在工作带宽（23GHz～25.7GHz）内实现了S11小于-10d B,在整个频带内拥有大于9.18d Bi的实际测试增益,并且在24GHz实现了前后比大于25d B的辐射方向图以及11.99d Bi的最大增益。天线整体尺寸为48.52mm×60.75mm×3.524mm,具备0.28λ（λ为24GHz对应的自由空间波长）的低剖面小尺寸。
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