近年来,随着无线通信技术的迅速发展,传统无线通信有限的频谱资源已经不能满足下一代通信的需求。采用多波束阵列天线作为收发机的无线通信系统,可以有效优化频谱资源,提高频谱利用率,极大地提高通信的质量和效率。因此多波束天线成为新的研究和应用的热点。作为多波束天线核心的波束成形网络,一般是一个无源的多入多出馈电网络,具有输出特定的幅度与相位分布信号的功能,在与天线阵列连接后,可以形成具有不同辐射指向的高方向性窄波束。与透镜类、反射面类波束成形网络相比,电路型波束成形网络如Butler矩阵、Nolen矩阵等由于设计简单和成本低等优点被广泛研究与应用。但是,随着波束数量的增加,其设计复杂度、体积和插入损耗等也显著增大。为了在避免以上缺点的同时增加波束数量,设计相位可调的波束成形网络成为了新的研究方向。根据以上分析,本文对基于Nolen矩阵的相位可调的平面波束成形网络展开研究。本文的主要内容包括:（一）在普通的3×3 Nolen矩阵基础上,提出了一种非均匀功率输出的相位可调3×3Nolen矩阵,极大提高了相位差输出覆盖范围和多波束天线波束覆盖范围,同时利用连续可调移相器的有耗特性,实现了其输出幅度符合锥形非均匀分布的特性,有助于降低多波束天线的旁瓣电平。（二）在可调3×3 Nolen矩阵基础上,提出了一款非均匀功率输出的相位可调3×5Nolen矩阵。该矩阵通过功分器来增加两路输出,在与可调移相器损耗综合考虑的情况下确定功分器的功分比,实现了输出符合旁瓣电平低于-22 d B的切比雪夫分布。在相位差输出可调范围不变的基础上显著地增强了方向性和降低了旁瓣电平。（三）为了提高可调操作控制的便捷性,降低控制偏压的数量,提出了只使用一组控制电压的3×3和4×4 Nolen矩阵。通过对3×3和4×4 Nolen矩阵内部可变移相器相位的推导,得出可以使用多个相同的并且控制一致的可调移相器来控制Nolen矩阵输出相位差进行连续变化的结论,利用该方法设计的4×4 Nolen矩阵可实现360°相位差输出全覆盖。所提出的拓扑有望实现可调Nolen矩阵的进一步小型化。