中文引用格式： 李炎，任沖，尹琰鑫. 一種用于FOD檢測系統的V波段波導縫隙陣列天線[J]. 電子技術應用，2023，49(9)：9-13.
英文引用格式： Li Yan，Ren Chong，Yin Yanxin. V-band waveguide slot array antenna for FOD detection system[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(9)：9-13.
0 引言
跑道異物(Foreign Object Debris，FOD)是指出現在機場跑道上對航空器或系統可能造成損害的各種外來物質 [1]。典型的FOD目標有：混凝土瀝青碎塊、各類金屬器件、塑料制品、橡膠碎片、動植物等[2]。跑道上的異物對于飛機等航空器的起飛和降落有極大的安全隱患[3]。傳統的機場跑道異物檢測方法是人工巡視方法，此方法完全依賴人力，存在檢測效率低下及容易漏檢等問題[4]。因此FOD檢測設備的發展趨勢是一種能夠自動探測、定位和上報FOD信息的機場常設設施[5-7]。到目前為止，世界上主要的機場跑道異物檢測和自動識別系統有4個，分別是Tarsier系統（英國）、FODFinder系統（美國）、FODetect系統（以色列）和IFerret系統（新加坡）[8]，一些大型機場跑道已經開始嘗試異物自動監測系統。上述4個已經投入使用FOD異物檢測系統功能有一定差異，性能各不相同，但雷達工作的頻率都是70~100 GHz之間[9]。毫米波雷達由于其具有波束窄、分辨率高等優點,非常適合近距離對微小目標的探測[10],因此對V波段以及更高頻段毫米波天線的研究尤為重要。
V波段以及更高頻段毫米波天線由于頻率高、波長短、單元數多，對加工精度有很高的要求，現在很多都是采用微帶天線形式，微帶天線剖面低、成本低，但是由于頻率高、單元數目多，微帶電路的導體損耗和介質損耗很大，對微帶天線一般口面越大輻射效率越低,天線增益大于30 dB時微帶天線的效率只有20%~30%[11]。反射面天線可以具有很低的副瓣和很高的輻射效率[12]，但剖面尺寸過高不便于結構安裝。傳統的波導縫隙陣天線通過縫偏和縫長來控制幅度相位，在這個頻段對加工精度要求非常高，由于機加精度達不到要求，導致性能較差。
本文設計了一種適用于V波段以及更高頻段FOD檢測系統的波導縫隙陣列天線，天線采用多模波導縫隙陣列天線形式，并設計了波導功分網絡，整體結構緊湊，厚度在10 mm以內，輻射效率在在50%以上，具有高增益低剖面的優良特點；天線加工容錯率比較高，對機加精度要求不高，加工了實物并進行了駐波和方向圖測試，與仿真結果進行了比較，實測結果與仿真結果吻合度較高。
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作者信息：
李炎，任沖，尹琰鑫
（北京宇航系統工程研究所，北京 100076）
