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相控阵天线因其独特的波束控制特性及快速扫描特性在雷达、通信领域有着广泛的应用。而随着无线通信的快速发展,相控阵天线逐渐趋向于宽带、宽角扫描等方向。本文主要研究相控阵天线的宽角扫描特性。1.基于宽波束单元的宽角扫描天线阵列研究。（a）宽波束天线单元设计。为满足宽角扫描阵列对天线单元波束宽度的要求,本文采用宽波束磁电偶极子天线作为阵元进行宽角扫描天线阵列的研究。天线单元采用水平蝶形偶极子作为电偶极子,采用垂直印刷半圆环作为磁偶极子,利用微带线转带线巴伦实现天线的宽带阻抗匹配。所设计的磁电偶极子天线阻抗带宽为2.71-4.03GHz（VSWR<2）,相对带宽为39%,在整个工作频段内,天线E面和H面3dB波束宽度最宽分别达到120°和113°。对天线单元进行加工测试,验证了该天线单元应用于宽角扫描阵列当中的可行性。另外,将两个正交极化的单元组成双极化磁电偶极子天线,实测结果表明双极化单元具有良好的宽频带与宽波束特性。（b）八单元直线阵及馈电网络设计。为研究阵列的相扫特性,采用单极化磁电偶极子天线作为阵元,设计了一个单元间距为43mm(0.43λlow-0.57λhigh)的八单元均匀分布直线阵,并在阵元间引入金属板以降低相邻阵元间的互耦。仿真结果表明,与未加金属板相比,金属板的引入能够有效改善阵元的有源驻波比。在此基础上,设计了一分八等幅同相及具有等幅的、固定移相角度的功分器作为天线阵的馈电网络。仿真结果表明,所设计的未相扫直线阵在3.4-4GHz频带内满足VSWR<2,具有固定相扫角度的直线阵在3.3-4GHz频带内满足VSWR<2,同时在3.3GHz和4GHz两个频点分别实现58°和45°的扫描角度。2.基于紧耦合技术的宽角扫描天线阵列研究。（a）双极化紧耦合天线单元设计。为使天线阵列满足低剖面、超宽带及宽角扫描等特性,采用紧耦合偶极子作为阵元进行紧耦合阵列的研究。在单元的设计中,通过偶极子末端相互交叠引入耦合电容以展宽天线带宽,利用周期性印刷金属层代替传统的介质匹配层以实现宽角相扫,将两个偶极子单元正交放置实现天线的双极化辐射。仿真结果表明,双极化单元未相扫时,在满足VSWR<3时实现了6.4:1的带宽（2.92-18.85GHz）,E面扫描±65°时,实现了4.8:1的带宽（3.56-17.05GHz）,H面相扫±65°时,实现了3.5:1的带宽（5.79-20GHz）。（b）改进双极化紧耦合天线单元设计。采用电阻性频率选择表面（RFSS）抑制天线E面相扫时高频出现的阻抗失配现象,进一步拓展天线单元的带宽。仿真结果表明,改进的双极化单元未相扫时在满足VSWR<3的情况下实现了7.6:1的带宽（2.52-19.27 GHz）,E面和H面扫描±65°时实现了6.6:1的带宽（3-19.2GHz）。（c）紧耦合天线阵列研究。在研究有限阵列之前,首先利用短路截断方式对紧耦合半无限周期阵列边缘单元进行处理,然后完成阵列规模为8×8紧耦合相控阵的仿真,同时分析阵列中各个单元的匹配特性及阵列的扫描特性。