相控阵天线的波束控制能力传统上由移相器提供。然而,移相器占据相控阵系统相当大的成本且移相器在X波段及以上有相当大的损耗。使用变容二极管或pin二极管代替移相器的电控无源阵列天线(ESPAR)能降低系统功耗和成本,对商业化应用有很大的前景。本文研究包含三个方面:第一,研究了不同的缝隙形状对天线性能的影响,提出了一种工作在3GHz的“hourglass”形缝隙耦合微带ESPAR阵列天线,通过改变加载在寄生贴片上的电抗值实现不同的波束转向,HFSS仿真实验表明,该阵列能在维持阻抗匹配的情况下,实现-37°～370连续波束转向,最大辐射增益能达到9.14dBi。第二,提出了一种激励TE113高阶模的电控无源阵列天线(ESPAR),该阵列由一个馈电穿孔介质谐振器(PDR)和两个寄生穿孔介质谐振器组成,通过缝隙耦合馈电。采用穿孔技术降低介质谐振器的相对介电常数从而提高天线带宽,改变加载在寄生介质谐振器上的电抗值实现主瓣方向图的转向。该ESPAR阵列天线-lOdBi相对带宽约为 18.3%(10.09GHz～12.11GHz),在 11GHz能实现-32°～32°波束转向,且在波束转向过程中维持阻抗匹配。第三,首次设计出一种TE111模和TE113模混合的三单元缝隙耦合双频介质谐振器(DRA)电控无源阵列天线(ESPAR)。结合介质波导模型(DWM)和matlab计算TE111模和TE113模的谐振频率,在软件CST上进行仿真。低频TE111模工作在3.61GHz,高频TE113模工作在6.15GHz,在维持阻抗匹配的情况下,天线在3.61GHz时扫描角度在-22°～220,-3dB半功率波束宽度为49.2°～59.9°,而在6.15GHz时扫描角度在-20°～20°,-3dB半功率波束宽度为39.80～50.5°,天线具有很好的定向性。