端射阵列天线本身具有低剖面波束覆盖、低空气阻力的特性,在相控阵天线的应用中逐渐引起了人们的重视。机载雷达系统往往需要同时兼具阵面结构的气动性和阵列波束覆盖空域的宽阔度,端射天线阵列正能很好地兼顾这两方面的要求。但是长期以来在人们对相控阵的认识中,端射阵列天线都存在着增益不高、口径效率低、阵列受耦合效应影响严重等问题。前人的相关研究中已经证明了利用高增益的平板端射单元组成的平面端射阵可以在端射方向上实现可观的方向性增益。本文则以阵列内的耦合问题为切入点,着重从理论的层面更深入的揭示端射天线单元及端射阵列的辐射机理,以期以此为指导,来论证平面端射阵列实现相控阵扫描探测功能的能力。具体的研究内容分以下五个方面:第一部分端射阵的基本原理与特性研究。这部分研究主要针对的是端射阵这种特殊的阵列形式,不考虑构成阵列的单元形式。在系统总结了学术界过去在端射阵领域的经典理论后,对阵列天线分析设计中的一些基本问题,在端射阵上进行了推广分析。第二部分端射天线组成阵列的耦合性质分析。这部分研究从端射天线单元组成的端射阵列表现出的一系列特殊的耦合现象出发,将端射天线的复杂结构抽象为简化的分块模型,并使用矩阵分析的方法,证明了端射天线组成的端射阵与一般边射阵列不同的耦合性质。这些性质导致了传统的阵列耦合分析矫正方法对于这类型的阵列不再适用。第三部分研究工作提出了两种专门针对端射天线端射阵的耦合估计方法。其目的在于使用恰当的方式量化描述该类型阵列的耦合问题。迭代估算法与综合测试法分别可从不同的途径获得了阵列的辐射场矩阵,该矩阵的三个构成要素——直接辐射场方向图函数、耦合辐射场方向图函数以及耦合系数矩阵共同代表了具体阵列的耦合特性。在此基础上,基于耦合系数矩阵的近似校正方法被提出。第四部分的研究结合阵列的具体装载环境,选择了平板端射天线作为组阵单元。首先提出了一种改进的波束上偏角估算方法,实现了导体地平面对端射天线性能影响的准确估计。接着采用第三部分提出的对耦合问题的分析方法,评估了平板端射天线在端射阵中体现的性能。分析显示,不同的单元结构在性能上有明显差异——有些单元在阵中会产生有利于波束扫描的稳定宽波束,而另一些单元组阵后波束则变得不平坦,需要校正后方可利用。第五部分综合之前研究的各项成果,设计加工了一副平面端射相控阵天线,并将其分别与无源馈电网络与有源T/R馈电网络对接,完成了验证测试工作。测试结果显示,该阵列在有限口径下不但保持了较高的增益与副瓣抑制能力,同时还实现了方位面一维的大角度扫描。阵列体现出的工作性能基本符合分析预期,证明了本文提出的分析方法的正确性。以上内容按照理论分析、仿真分析、试验验证的思路完成了对端射天线阵列的辐射机理与应用的深入研究。