波导缝隙天线是一种利用波导结构作为传输媒介，并在波导壁上切割缝隙以辐射电磁波的天线类型。自20世纪中叶以来，波导缝隙天线因其诸多优点在多个领域获得了广泛的应用，例如地面、舰载、机载和导航系统。其主要特点包括容易控制天线口径面内的幅度分布、高利用率、体积小巧以及便于实现低副瓣或极低副瓣的特性。波导缝隙天线的理论已经相当成熟，这得益于众多学者在缝隙天线理论和实验方面所作的基础性研究工作。
在车载雷达系统中，波导缝隙天线的设计同样重要，本设计关注的是能够提供宽波束覆盖的波导缝隙天线。这种天线可以在水平面内提供较宽的波束宽度，以覆盖更广泛的区域，从而提高车辆在战场上的生存能力。设计的天线需要满足一系列性能指标，包括增益大于11dB、E面3dB波束宽度为20°，H面为110°、副瓣电平小于-13dB等。为了实现这些性能，本文采用波导宽壁斜缝谐振阵的设计方式，并将缝隙数定为4个，以达到性能指标要求。
设计过程中的理论分析包括对串联缝隙阵的模型、缝隙特性参数的分析以及影响天线性能的因素等几个方面。理论分析中采用了中心馈电的方式，从阵中到边缘幅度递减，并且按泰勒线源分布加权各缝隙。为了抑制副瓣电平和展宽主瓣，可以采用特定的激励幅度分布。互耦效应是波导缝隙天线设计中必须考虑的问题，因为它会损害天线口径面的幅度分布和相位分布，同时影响天线的输入端匹配。通过计算机辅助技术，特别是在设计小型缝隙阵列时，可以利用仿真和近场诊断法快速准确地找到最佳电参数，显著提升设计效率。
抑制交叉极化辐射是波导缝隙天线设计中的另一重要考量。交叉极化辐射会导致副瓣电平升高和增益降低，因此采取措施来抑制它是必要的。文中提出了一种解决方案，即在每个缝隙上方加上一个小波导口，其传播方向垂直于缝隙所在平面，并通过控制小波导的宽边尺寸来抑制交叉极化电平。通过在小波导口中间插入金属片来进一步调整主瓣波形，并降低交叉极化的影响，仿真结果表明这种方法是有效的。
建模与仿真部分则详细介绍了天线模型的建立过程以及仿真结果的分析。仿真过程中，将缝长和倾角设置为变量，并利用CST软件的参数扫描功能对这些参数进行快速优化。同时，考虑到了同轴线中心馈电的阻抗匹配问题，并通过仿真找到同轴线内导体探针长度来确保输入阻抗匹配。根据仿真结果，得到了缝隙的具体参数，并展示了这些参数对于天线性能的具体影响。
总体而言，波导缝隙天线设计是一个复杂的工程，需要综合考虑天线理论、电磁场分布、阻抗匹配以及计算机辅助仿真等多个方面的知识。波导缝隙天线在车载雷达系统中的应用，要求天线不仅要满足一系列的性能指标，还要在设计上充分考虑到实际应用中可能出现的各种问题，并采取相应的技术措施来解决这些问题。随着波导缝隙天线理论和计算机辅助设计技术的不断进步，未来波导缝隙天线将在各种应用领域发挥更加重要的作用。
