随着信息技术的快速发展,无线通信系统对天线的性能要求也越来越高。在天线单元层面有时候要求天线具有宽波束特性,进而具有较高的低仰角增益;而在天线阵列层面上,飞行器机载天线跟雷达等系统在搜索目标的过程中,需要不断地改变波束指向,对天线方向图的灵活性提出了很高的要求。相控阵天线因其能快速调节波束方向成为当今天线发展一大热点。本文与传统相控阵天线不同的是以单元方向图可重构为切入点,围绕着方向图可重构天线单元在相控阵大角度扫描中的应用设计了两种不同的天线单元,并分别组成多元线阵,在两个不同的频段,均实现了天线阵列在一个平面内的较大角度的扫描。1.利用辐射贴片与寄生贴片之间电流的相位差会导致整体天线辐射方向图发生偏转这一特点,设计了一款方向图可重构天线,天线工作在15 GHz,该天线可以根据开关的几种不同情况具有三种不同的方向图,分别指向θ=-24?,0?,24?,偏转状态下最大辐射增益为8.02 d Bi。在此单元基础上进行不同间距的组阵尝试让其进行E面内的波束扫描。发现单元间距过小会使得天线单元因相互耦合失去自身单元方向图的偏转特性,而单元间距过大会导致栅瓣的过早出现,最终分析并确定了最佳的阵元间距,四元天线阵列可以通过在不同扫描角度范围内选用不同的单元工作状态实现在-54?54?角度范围内增益波动不超过3 d B的较宽角度的波束扫描。2.将高阻抗表面结构与可重构准微带八木天线相结合,成功降低了可重构天线的尺寸与轮廓,避免了因单元尺寸过大导致的单元间距过大的情况,天线的方向图偏转效果也更为显著,两种状态下偏转角度θ分别达到-46?,+46?,最大增益5.67 d Bi,为之后组阵进行大角度扫描提供了良好的条件。在此单元的基础上,后续将该单元组成四元线阵与八元线阵分别进行了仿真分析,两个天线阵列均工作在5.9 GHz,四元阵列最终能在θ为-70?+70?的范围内增益波动不超过3 d B,最大增益达到10.9 d Bi;八元阵列最终能在θ为-68?+68?的范围内增益波动不超过3 d B,最大增益达到14.25 d Bi。且在整个扫描过程中两个天线阵列在该扫描角度范围内各天线单元均表现出良好的阻抗匹配特性,无扫描盲点出现。