随着卫星通信技术的发展,人们对移动中的卫星地面站通信系统的要求越来越高,不仅要求通信系统具有较高的传输速率,而且要求系统可以在移动过程中传输宽带信息。宽角域的圆极化相控阵天线具有优秀的波束扫描和抗干扰能力,使其在移动中的卫星通信系统具有广阔的应用前景,因此具备宽角域扫描特点的圆极化相控阵天线逐渐成为国内外专家学者们研究的热点。基于现有相控阵天线技术,论文研究了宽角域圆极化阵列天线,主要研究工作如下:1.论文针对宽角扫描阵列天线的研究背景和意义,调研了国内外圆极化天线单元和圆极化宽角扫描阵列天线的研究现状,基于圆极化天线和相控阵天线的基础理论,研究了圆极化阵列天线设计的基本原理,形成论文的理论基础。2.论文基于宽带交叉偶极子天线形式设计圆极化阵列天线。首先,采用四分之一圆环相移线连接相邻偶极子臂,形成90°相位差,实现圆极化交叉偶极子单元天线设计;其次,通过引入弯曲形偶极子臂结构,延长了电流路径,实现了天线小型化;然后通过在介质基板上表面加载四个寄生贴片,展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽;最终通过采用小角度顺序旋转的方式馈电,组成8×8的圆极化交叉偶极子阵列天线,实现了±45°的波束扫描。论文对天线单元进行加工并测试,测试结果与仿真结果基本吻合,验证了设计方案的有效性。3.论文基于宽波束微带圆极化天线形式设计宽角扫描圆极化阵列天线。首先,通过引入短路探针扰动微带贴片的电流密度分布,使一对简并模产生90°的相位差,实现了宽波束的圆极化辐射,提高天线的辐射强度,同时扩大了该微带贴片天线在谐振点处的电尺寸;其次,通过顺序旋转的方式馈电,组成8×8的微带圆极化阵列天线,实现了±60°的波束扫描。论文对2×8的阵列天线设计馈电网络,并对其进行加工测试,测试结果与仿真结果基本吻合,验证了该设计的可实现性。4.论文基于双层微带圆极化天线形式设计宽带宽角扫描圆极化阵列天线。首先,通过传统的方形切角手段使天线产生90°的相位差,实现圆极化辐射;其次,通过采用双层结构和加载寄生贴片的方法展宽了阻抗带宽和轴比带宽;然后通过采用顺序旋转馈电的布阵方式组成8×8的阵列天线,在2.14GHz-2.36GHz的宽频带范围内实现±60°的波束扫描。论文利用CST与HFSS的仿真结果进行对比,两种仿真结果在主波束附近基本吻合,验证了设计方案的准确性。