近年来,随着多功能雷达系统以及民用5G通信技术的快速发展,电子信息系统对于相控阵天线的需求日益提升,对于天线性能也提出了更复杂多样的要求。本文主要针对相控阵天线宽带、双极化、共形化等方面进行了研究,主要工作分为以下几个部分:1.设计了一款宽带双极化贴片相控阵天线单元,该阵列单元采用磁耦合方式馈电,具有较大的百分比带宽（大于18%）和高的正交极化端口隔离度。本设计中提出了一种半开放式金属腔体结构,该结构不仅对阵列单元的E面扫描盲点具有良好的抑制作用,而且对单元的阻抗匹配影响较小,可有效地提升阵列扫描性能。优化后单元的工作频率为3.55～4.35GHz,在E面和H面±45°扫描范围内有源驻波系数均小于2.1,单元内两正交极化端口的隔离度大于30d B。为验证设计正确性,加工了10×10规模的阵列天线样机,并对其有源驻波系数和方向图进行了测试,测试结果与仿真结果吻合良好。之后使用该种双极化贴片阵列单元分别设计了转角共形阵列和柱面共形阵列,对这两种共形阵列的空间波束成形方法进行了研究,分析了阵列中各个单元的工作状态,并给出了共形阵列有源驻波系数和方向图的仿真结果予以验证。2.设计了一款基于高温共烧陶瓷技术的宽带双极化阵列天线,以实现天线与射频前端的一体化。高温共烧陶瓷基板的相对介电常数较高,这既会使天线带宽受限,还会在阵列扫描时造成扫描盲点,对阵列宽带设计是一大挑战。为提升天线的阻抗带宽,该阵列单元采用了双层贴片和内嵌空气腔体的结构。优化后的单元侧射时工作频带为14.5～17.4GHz,相对带宽为18.1%。在10×∞阵列中,对于阵列中心单元,E面0～30°扫描范围内,在14.7～17.1GHz有源驻波系数小于2;H面0～45°扫描范围内,在15.0～17.0GHz有源驻波系数小于2.8。3.设计了一款宽带双极化连接腔体阵列天线,可E面±50°和H面±50°扫描。在该设计中,我们采用双极化连接背腔天线作为相控阵单元,该单元具有结构简单、阻抗宽带宽和正交极化端口隔离度高等特点。最终优化的阵列单元工作频带为7.3～12.5GHz,相对阻抗带宽为52.5%,在E面±50°和H面±50°扫描范围内单元的有源驻波系数小于2。为验证仿真结果,制作了一个10×10规模的阵列天线实物,天线实物的测试结果满足设计要求,证明了设计方法的正确性。