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相比于机械扫描天线,相控阵天线具有扫描速度快、通信链路建立时间短以及可实现多目标跟踪等诸多优势。然而,相控阵天线由于需要装配大量的TR组件而造价昂贵,以至于只能小规模应用而无法大范围普及。近年来,液晶全息电控扫描天线作为相控阵天线的低成本替代技术在国内外备受关注。作为一项全新的电控扫描天线技术,液晶全息电控扫描天线无论是工作原理还是调控方式都与传统天线差异巨大。与此同时,该项技术目前只有美国掌握,因为涉及到巨大的商业利益,相关的公开资料非常稀少。本论文从上述问题出发,针对液晶全息电控扫描天线的工作机理与设计方法展开研究,通过利用液晶材料的电调控特性以及结合全息波束控制算法,提出了两种基于液晶的全息电控扫描天线设计方法,并通过全波电磁仿真验证了设计方法的正确性。在论文中,我们首先对现有液晶全息电控扫描天线的波束控制算法进行了改进,研究结果表明,改进后的算法具有更高的指向精度,并可有效提高液晶全息电控扫描天线的波束扫描范围。若原算法恰好指向预计辐射方向,则两种算法相同,若原算法有指向误差,则改进后的算法可以提升1°～3°的指向精度;利用原算法波束扫描范围为-55°～45°,利用改进后的算法范围可达-55°～50°。在上述研究的基础之上,本论文分别设计了以平行板波导为馈电网络载体和以介质集成波导为载体的液晶调控天线单元以及相应的一维全息电控扫描天线。对于平行板波导馈电的液晶全息电控扫描天线,他达到的指标是单元在谐振点处的S21约为-2 d B,而S11优于-15 d B,天线单元辐射效率为38%,能量开关比为15.43,扫描角度范围为-55°～50°;对于介质集成波导馈电的液晶全息电控扫描天线,他的指标是单元在谐振点处的S21约为-1 d B,而S11优于-20 d B,天线单元辐射效率为54%,能量开关比为26,扫描角度范围为-60°～55°。最后,本文针对二维液晶全息电控扫描天线阵的设计方法展开研究。首先,设计了一种基于介质集成波导的一分八功率分配网络,他的指标为全频带内S11优于-13 d B,中间四通道获得的能量较接近,而两侧四通道稍小,中间六通道和两侧的两通道在折合到360度后相位差不大。而后,将该功分网络以及前述液晶全息电控扫描线阵进行组合,最终设计实现了二维液晶全息电控扫描天线阵设计,他有效地实现了θ<45°情况下的波束扫描。