现代雷达和通信领域的不断发展,对通信设备提出了多功能、高集成等越来越高的要求,而相控阵天线作为现代通信技术的重要手段之一,其性能对系统的影响至关重要。因此,高性能的超宽带相控阵天线已成为国内外无线通信领域的重要研究课题之一。本文结合科研项目,对超宽带小型化、宽角扫描相控阵列天线进行研究,主要内容可分为以下三个部分:1.超宽带高增益蝶形缝隙天线阵列研究:基于缝隙天线和蝶形天线理论,设计了共面波导馈电的超宽带蝶形缝隙天线,具有良好极化纯度。研究了一种具有高增益特性的新型耦合馈电蝶形缝隙天线,采用寄生结构加载技术实现了小型化设计,获得1～3.5GHz的阻抗带宽,加工实测验证了天线性能,并对单元做出改进组成线阵,实现了一维±45°扫描。2.超宽带低剖面宽角扫描相控阵列研究:阐述了阵元强耦合效应实现阵列超宽带性能的原理,应用该理论设计了具有三倍频程的强耦合Vivaldi相控阵列,采用边缘开槽的方法实现单元小型化,并设计有限阵列验证宽角扫描性能。研究了一种增加天线有效电流路径的设计方法,解决阵列剖面较高的问题,阵列具有六倍频程,并添加宽角匹配层实现了阵列二维宽角扫描。3.X波段宽带宽角扫描小阵设计:针对实际应用需求,设计了一款X波段宽角扫描Vivaldi相控阵列天线,采用三角布阵减少阵元,降低成本。给出利用小阵中心单元阻抗与辐射特性推导阵列波束扫描特性的方法,设计并加工了5×8元小阵,仿真与实测结果趋于一致,验证了单元波束宽度与阵列增益损耗的关系。