紧耦合天线阵是近来引人关注的研究热点。与传统的天线阵列设计过程中将天线单元之间的互耦效应看做不利因素不同,紧耦合天线阵利用天线单元之间的互耦效应来展宽带宽,实现宽带化的同时可以降低剖面高度。然而在实际的工程应用中,有限阵列的截断效应和单元的馈电巴伦结构问题限制了紧耦合天线阵取得更宽的阻抗带宽。本文针对以上两个问题,对紧耦合天线阵进行了相关研究。论文的主要工作包括以下几个部分:1.研究了截断效应对有限规模,尤其是单元数目较少的紧耦合天线阵的影响。首先通过对现有结构的研究,设计了振子臂末端具有重叠结构的双面印刷偶极子天线作为紧耦合天线阵的单元,同时通过在阵列上方覆盖介质层使带宽进一步的展宽。然后利用有限阵列与半无限周期阵列相结合的方法,针对所设计的6?6规模的有限阵列,分析了截断效应对紧耦合天线阵的影响。结果表明E面截断时形成的截断效应主要影响有限阵列在低频端的阻抗特性。为了对截断效应造成的天线阵列的性能恶化进行补偿,研究了两种不同的端接方法。通过采用合适的端接方法,可以有效地改善阵列在低频端的阻抗失配,使得该阵列能够覆盖200MHz-500MHz的频率范围(VSWR小于3),且垂直剖面高度仅为0.15个最大工作波长。2.设计了应用于紧耦合偶极子天线阵的馈电巴伦结构。对采用不同结构的阻抗变换器的馈电巴伦结构进行了分析与建模仿真,发现在200MHz到500MHz内,由于低垂直剖面高度的要求,直接实现50欧姆到200欧姆的阻抗变换较为困难。于是,首先采用共面波导结构和5阶切比雪夫阻抗变换器把不平衡端的50欧姆端口阻抗渐变为平衡端的100欧姆端口阻抗。然后,利用平行双导线结构对相邻天线单元进行并联馈电,最终在0.11个最大工作波长的剖面高度内实现了50欧姆到200欧姆的阻抗变换。