中文引用格式： 李炎，任冲，尹琰鑫. 一种用于FOD检测系统的V波段波导缝隙阵列天线[J]. 电子技术应用，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
跑道异物(Foreign Object Debris，FOD)是指出现在机场跑道上对航空器或系统可能造成损害的各种外来物质 [1]。典型的FOD目标有：混凝土沥青碎块、各类金属器件、塑料制品、橡胶碎片、动植物等[2]。跑道上的异物对于飞机等航空器的起飞和降落有极大的安全隐患[3]。传统的机场跑道异物检测方法是人工巡视方法，此方法完全依赖人力，存在检测效率低下及容易漏检等问题[4]。因此FOD检测设备的发展趋势是一种能够自动探测、定位和上报FOD信息的机场常设设施[5-7]。到目前为止，世界上主要的机场跑道异物检测和自动识别系统有4个，分别是Tarsier系统（英国）、FODFinder系统（美国）、FODetect系统（以色列）和IFerret系统（新加坡）[8]，一些大型机场跑道已经开始尝试异物自动监测系统。上述4个已经投入使用FOD异物检测系统功能有一定差异，性能各不相同，但雷达工作的频率都是70~100 GHz之间[9]。毫米波雷达由于其具有波束窄、分辨率高等优点,非常适合近距离对微小目标的探测[10],因此对V波段以及更高频段毫米波天线的研究尤为重要。
V波段以及更高频段毫米波天线由于频率高、波长短、单元数多，对加工精度有很高的要求，现在很多都是采用微带天线形式，微带天线剖面低、成本低，但是由于频率高、单元数目多，微带电路的导体损耗和介质损耗很大，对微带天线一般口面越大辐射效率越低,天线增益大于30 dB时微带天线的效率只有20%~30%[11]。反射面天线可以具有很低的副瓣和很高的辐射效率[12]，但剖面尺寸过高不便于结构安装。传统的波导缝隙阵天线通过缝偏和缝长来控制幅度相位，在这个频段对加工精度要求非常高，由于机加精度达不到要求，导致性能较差。
本文设计了一种适用于V波段以及更高频段FOD检测系统的波导缝隙阵列天线，天线采用多模波导缝隙阵列天线形式，并设计了波导功分网络，整体结构紧凑，厚度在10 mm以内，辐射效率在在50%以上，具有高增益低剖面的优良特点；天线加工容错率比较高，对机加精度要求不高，加工了实物并进行了驻波和方向图测试，与仿真结果进行了比较，实测结果与仿真结果吻合度较高。
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作者信息：
李炎，任冲，尹琰鑫
（北京宇航系统工程研究所，北京 100076）
