雷达系统通过天线阵列朝特定方向发射探测信号，探测信号经过目标反射以后由天线阵列接收，即可以判断目标的位置、尺寸等参数。因此，分辨率（包括距离向分辨率和角向分辨率）是雷达成像系统的一个很重要的指标。如果雷达系统发射信号具有大的带宽，即发射持续时间很短的脉冲，就可以提高雷达系统在距离向的分辨率；天线阵方向图的波束宽度越窄，雷达的角向分辨率就越高。无论是电子战中的侦查监测应用，还是在点对点的移动通信系统中，都要求雷达能够实时地跟踪目标。为了实现实时地跟踪目标，则要求天线阵列方向图的波束方向可调。因此，具有方向可调的窄波束、能低失真地辐射宽带脉冲的天线阵列正在成为一个研究热点。在频域应用中，调节天线功率方向图的波束方向可以有三种方法：通过机械调节装置改变天线的倾斜角度，使用方向图可重构天线或者利用相控阵原理实现波束扫描的天线阵列。本文按照以下几点对波束方向可调的时域天线及其阵列进行研究：第一章绪论，综述宽带天线及其阵列的研究情况，提出本文的目标。第二章简要阐述了时域天线及其阵列的有关理论，引入了能量方向图和波形保真度等衡量天线时域特性的指标，并且介绍了本文所采用的仿真与测试方法。第三章分别基于Vivaldi天线原理和单极子天线原理设计了两种新颖的方向图可重构天线单元，并介绍了如何合理设计直流偏置网络。在保证其辐射脉冲保真度的同时，通过切换PIN开关使其能量方向图在两个方向上进行切换，加工并测试了其中一个方向图可重构天线单元。第四章利用能量方向图可重构的天线单元分别组成直线阵列和平面阵列。研究了能量方向图可重构单元对于扩展阵列扫描角度、降低副瓣等的作用，并且探索了将所提出的天线单元用于二维时域扫描阵列的可能性。第五章总结本文工作，并提出以后的改进方向。