SIW功率分配器具有宽工作频带，低插入损耗，低回波损耗，结构紧凑和加工成本低等优势，本毕设的馈电结构则采用与[8]中相似的星形功率分配器，中心馈电的方式采用操作更方便且体积更紧凑的同轴馈电。由于天线阵列的排布结构呈矩形状排布，故功率分配器的结构势必要让输出端口也呈矩形排布，这导致距离中心较远的输出端口和较近的端口相位不同，故要通过调整波导的宽度和长度使各端口的输出幅度和相位大致相等。在SIW功分器中，通常会在SIW分路口和拐角处加入金属过孔来调整功率分配并抑制功率反射，过孔的等效模型呈感性，可以通过调节过孔直径与位置来优化电路的参数。在此基础上，通过功分器输出端表面开纵向缝隙向上层天线单元耦合能量，其中耦合缝隙的长度、宽度、距离金属短路壁的距离和相对波导中心的偏移量是调整耦合性能的主要参数，通过调整这些参数大致实现下层馈电的匹配，但后续仍需要与上层单元结合进行整体的优化。最后，在功分器输出末端以及天线单元馈电波导的末端都采用了金属短路壁形式。
波导缝隙天线的原理是在传输主模的矩形波导的波导壁上刻蚀窄缝隙，缝隙的长度通常接近半个波长，所开缝隙切割波导壁上的电流时，部分电流就会以位移电流的形式穿过缝隙，从而产生辐射。与矩形波导类似，使用基片集成波导的缝隙天线通过在传输主模(TE10模)的波导壁上开缝，并通过让相邻缝隙沿着波导中心线交错排布的方法来抵消相位差，从而在一个SIW谐振腔上形成一组类似基本振子天线阵的多元天线阵。
通过上述的原理设计出了4缝隙的天线单元，单元以耦合缝隙为中心，缝隙长方向两端分别加金属过孔形成短路壁来抑制谐振腔产生高次模式，然后在缝隙的上下都用金属通孔和金属短路壁设计一个金属谐振腔，其中谐振腔的横向宽度因为频率不变和下层保持一致，而纵向长度则要调整到恰好可以完整地容纳两个波长，再通过观察其电场分布来调整天线缝隙的位置，其中比较重要的参数有天线缝隙的长度、宽度和缝隙相对波导中心的偏移量。
在设计好该单元后，在功分器上组阵可以发现当上下天线单元的距离大于导波波长时，就会出现栅瓣，为了解决这个问题，需要改良天线单元，让天线单元的尺寸提高。故通过提高谐振腔长度，让谐振腔容纳四个波长后用类似的方法设计了八缝天线单元，结合功分器作为底层馈电网络后得到相应8times;8天线阵列，很好的解决了旁瓣的问题。相比于[8]中非对称的的6缝隙天线单元结构，8缝隙天线的对称结构可以再辐射特性上进一步提升，并极大的拓展了大规模组阵的能力。
为了达到更宽的频带宽度，同时考虑到简化结构的因素，采用E形贴片的方法拓展带宽[9]。E形贴片是一种微带贴片天线，该天线通过被SIW馈电网路的缝隙激励，E形贴片上的纵向缝隙正好在天线缝隙的上方，二者中间需要加一连接层和介质层，在最上层附加E形贴片。E形贴片的结构呈左右对称的”E”形结构，中间的的纵向槽能够改变TM20模式的电场分布而不影响TM10模式，同时纵向槽还能将两种模式的谐振频率调的很近，从而达到拓展带宽的目的，而贴片的两个横向槽能够通过切断电流来抑制不良模式（TM12模式）来保证实现带宽内稳定的辐射性能。其中，纵向缝隙的宽度会对TM10模的谐振频率有较大的影响作用，而纵向缝隙外的宽度对TM20模的谐振频率有较大影响，在考虑到连接层的影响后，实际的TM20模式的谐振频率还受到连接层和介质层的的厚度和相对介电常数的影响。贴片的横向缝隙的位置则会影响天线的方向性和阻抗匹配，这是由于横向缝隙会导致在特定频率下出现不良模式从而影响天线的方向形。这些在对贴片的调整中都应该注意到。
最后，在单个天线上调整好贴片的参数后，在天线阵列上加载E形贴片，可以得到符合参数要求的Q波段高增益低交叉极化天线阵列。
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近些年，随着无线通信业务需求的迅猛增长和无线通信技术的飞速发展，对通信系统的工作带宽和数据传输速率提出了更高的要求。毫米波通信因其频带宽、波束窄、传输速率高等特点，已经成为以5G为代表的未来无线通信系统中的重要组成，预期在未来的高速视距通信中有着广泛的应用前景。在毫米波频段中，Q波段是5G无线通信的一个预研备选频段。由我国主导制定的毫米波通信标准IEEE 802.11aj确定了将40.5-50.2GHz作为无线通信标准频段。这一通信标准是由东南大学洪伟教授课题组率先提出，适用于进行室内超高速网络接入和热点覆盖以及室外长距离点对点通信，具有完整的知识产权。
另一方面，由于毫米波波长在毫米量级，毫米波无线通信同时就有高路径损耗问题，对电磁波的有效传输距离制约严重。因此，在毫米波无线通信系统中必须采用具有高增益、高效率的天线阵列来进行路径损耗补偿，以实现远距离传输。同时，要完成大型的天线阵列的设计，天线单元势必要具有尺寸小、易集成的特点。
基片集成波导(SIW)技术是适于毫米波天线及电路设计的高集成导波技术。它是由东单大学吴柯教授和洪伟教授课题组首先提出并进行了深入系统的研究，其利用金属通孔在介质基片上实现了波导的场传输模式，同时具备矩形波导功率容量大和平面电路结构紧凑的特点，使得毫米波集成电路可以向着平面化、小型化和低损耗的方向发展，因此在平板天线和高频线路中被广泛应用。基于SIW结构的功率分配器具有宽工作频带、低插入损耗、低回波损耗、结构紧凑和加工成本低等优势，因此被广泛应用于微波毫米波天线阵列中。
为此，本毕设选题针对Q波段长距离无线通信需求，采用基片集成波导技术设计就有宽频带、高效率和优良特性的天线阵列。其中，天线的基础辐射形式采用缝隙天线。这是因为缝隙天线设计方案成熟且应用范围广泛，具有高增益、窄波束和高交叉隔离度的特点。传统的矩形金属波导缝隙天线和阵列虽然有一些优秀的辐射特性，例如低前后抑制比，增益加强和天线单元间的低耦合，但是体积太大，且加工复杂、成本很高。背腔缝隙天线集成基片波导技术是一种更具有竞争力的候选者，其传输模式和矩形波导内的模式有着相似的电磁场分布，并且它具有低损耗，低成本并且与平面电路无缝集成的特点。这使得基于上述基片集成波导的缝隙天线开始受到了广泛的关注和应用。
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