随着军事电子技术的快速发展,当代智能战争中各种军事载体所处的电磁环境日趋复杂,作战平台本身也越来越趋于多种功能的高度集成化。从现有军事电子系统的发展历程可以看出,多数无线电系统在军事应用上仍然存在无法互通、局部误区较大,功能单一等问题,因而时常导致当代载体中各类无线电系统相互影响、无法协同。欲解决这类问题,构建一体化无线电系统势在必行。而针对一体化无线电系统对于天线阵面提出的超宽带需求,本文开展了基于强互耦效应的高效率相控阵天线技术研究,针对相控阵天线超宽带工作,宽角扫描,高效率等几个方面进行了深入研究,主要工作由以下几部分构成:首先,本文对基于强互耦效应的超宽带相控阵列天线的工作原理做了简单的介绍。根据强互耦天线工作原理,本章采用重叠偶极子天线作为基本辐射单元。在天线设计中引入短路条带将谐振点移入高频带外;利用介质匹配层作为空间阻抗变换器优化天线阻抗匹配,实现宽角扫描;并提出了地板开槽改善交叉极化以及介质匹配层开孔消除介质内表面波的方法,最终设计了一款单极化强互耦超宽带面阵天线,在满足VSWR≤3的条件下,可以在9:1(2GHz-18GHz)实现E面,H面±45°扫描,由于该天线在设计时没有采用诸多论文中所提及的牺牲辐射效率换取驻波优势的方法,本文天线并没有辐射效率的损失。相比于单极化天线,双极化天线有诸多优势,譬如极化复用、极化捷变、抗干扰能力强、系统灵敏度高等,同时双极化阵列可提高口径利用率,本文针对该问题,对单极化天线进行改进,将其改为双极化。本文将双层介质匹配层扣置于天线单元上方优化带内驻波及扫描性能,同时将竖直巴伦斜置以拉大两同轴间距,并利用金属化过孔等技术解决了两极化偶极子正交连接困难及双同轴接头无法放置的难题,最终设计出一款双极化强互耦超宽带面阵天线,在满足VSWR≤3的条件下,可以在9:1(2GHz-18GHz)实现双极化E面,H面±45°扫描。最后,借鉴前文两款天线采用的一系列性能优化方法,本文又设计了一种工作在0.8-6GHz(7.5:1)的天线,该款天线采用竖直的金属匹配层代替介质匹配层,将匹配层集成在贴片上方,同时采用0603封装电阻加微带线的方法代替阻性材料涂覆,极大程度节约了成本,最终天线在驻波比小于3的情况下,可以实现方位面和俯仰面均±60°扫描。同时,辐射效率除边频略低,其余频点均大于70%。