相控阵天线近年来被广泛应用在无线通信领域,与传统的机械转向天线相比,相控阵天线可以通过改变阵面单元的相位来改变天线整体的辐射波束指向,具有快速捷变的能力。本文基于卫星通信机载设备的系统指标需求,以反转容性馈电的微带天线作为单元设计了一款工作在S波段的相控阵天线,可以收发仰角30°到90°空域范围内的左旋圆极化信号。本文的主要工作如下:（1）确定天线单元形式。针对天线单元的圆极化特性及低仰角增益设计了三种S波段的天线单元形式。第一种是单馈点形式的微带贴片天线,采用反转容性耦合馈电的形式,具有宽频带、低仰角高增益及结构简单等特点;第二种是采用3d B定向耦合器馈电的微带贴片天线,具有低轴比、低剖面等特点;第三种天线是采用背腔形式的缝隙天线,具有宽波束、高效率、高隔离度等特点。综合对比各天线的电性能与尺寸等因素,选择第一种天线作为相控阵单元形式来组阵设计。（2）天线阵面的方案设计。分析系统指标,确定了用5个接收天线与4个发射天线来组成阵面,整体采用3×3的形式布局;为优化天线的低仰角增益与轴比,对收发天线分别采用顺序旋转的形式来排布;选择合适的天线单元间距来抑制栅瓣。（3）相控阵天线的整体设计。采用四发五收形式布局的天线阵面的整体尺寸为214mm×166mm×23mm。对相控阵收发天线进行仿真,在保有一定增益余量的情况下以8.6d Bi为基准划分了13个接收波束,以7.4d Bi为基准划分了10个发射波束。对天线进行加工并在3D暗室中进行增益与轴比的测试,测试证明发射天线的低仰角增益值都大于6.7d Bi,接收天线的低仰角增益值都大于7.6d Bi,且收发天线在波束覆盖范围内的轴比都小于6d B,说明所设计的S波段相控阵天线满足系统指标要求。