随着当代通信技术的不断发展,对民用和军用领域的天线提出了定向性,高增益和低成本的要求,尤其是在通信基站,导弹制导,毫米波被动成像,空间探测等领域希望其能同时产生多个波束以增大扫描空间,实现更大的空域覆盖。常见的多波束天线包括了相控阵式,反射面式和透镜式。相比于体积较大的反射面天线和成本较高的相控阵天线,基于Rotman透镜的多波束阵列天线以其低成本,易实现和可靠性高等优点得到了越来越多的研究和应用。本文基于Rotman透镜现有的技术和研究成果进一步扩展了应用范围,对基于Rotman透镜的二维多波束阵列天线从理论分析,设计流程到仿真建模,加工测试展开了全面研究。采用印刷电路技术加工而成的微带天线作为辐射单元,得到基于Rotman透镜的二维多波束阵列天线。本文的主要研究内容如下:1.详细介绍了Rotman透镜的工作原理,并采用MATLAB软件根据公式编写代码,利用HFSS软件设计出了透镜的轮廓,同时为较好地保持透镜的宽带特性,采用微带线作为移相结构,并利用CST软件对透镜整体进行了仿真,同时对实物进行了加工,仿真结果和实测结果吻合度较好。2.分别设计了一种背馈的线极化和圆极化微带天线,对其单元加工了实物并进行测试,然后分别将线极化和圆极化单元组成线阵后与一维Rotman透镜连接组成一维阵列天线,分析并测试了波束扫描能力和圆极化形成能力,在一定范围内结果较吻合。3.先使用线极化天线线阵组成二维面阵,与二维堆叠的透镜组组成二维波束阵列天线连接,通过选通不同的输入端口,其余端口均接匹配负载,产生了7×7共49个不同指向的波束,然后将线极化天线面阵改为圆极化天线面阵,通过对比仿真和实测结果在一定范围内证明二者在设计频段内有一定的工作能力。