随着现代无线通信技术的发展,人们从对天线的研究逐步走向对相控阵系统的研究,相控阵系统以其扫描速度快、灵活控制波束等特点得到了大力发展和研究。传统的微带结构的相控阵天线在扫描角度上受到了极大的制约,因此展宽相控阵的波束扫描范围成为研究的热点与难点。本文基于对张量阻抗表面的研究,将张量阻抗表面引导表面波传播特性与相控阵相结合,实现了宽带、宽角相控阵。主要研究内容如下:第一章介绍了相控阵天线的研究背景及意义,以及国内外学者对于相控阵天线研究的现状。然后对后续章节内容进行了安排。第二章介绍了一维和二维相控阵天线的工作原理,还介绍了阻抗张量的方法和表面波传播模式的分析,为后续的内容提供了理论的基础。第三章首先设计一款蘑菇型的张量阻抗表面,然后使用了八木天线作为激励器,实现了一维宽角扫描。然后设计了一款可重构的八木天线,并且设计了矩形结构和T形结构相结合的张量阻抗表面,实现了一维宽角的扫描。第一款宽角扫描相控阵可以实现主波束方向从-73°扫描到+73°,在扫描到最大角度的时候,增益有10.7dBi。第二款宽角扫描相控阵可以实现主波束从-85°扫描到+86°,并且在扫描波束到达+86°的时候,增益有11dBi。上述两款天线在扫描过程中增益平坦度都在3dB以内,并且在扫描过程中副瓣始终低于-10dB。第四章设计了一款宽带偶极子天线,使用了一种在方形贴片上开槽的张量阻抗表面,组成了1×8的相控阵,实现宽带、宽角的特性。该相控阵天线的相对带宽为13%,可实现主波束在半空领域±81°的扫描。之后进行了加工测试,测试了阵列的有源单元方向图,其结果与仿真比较相近,验证了其宽带宽角的扫描特性。第五章对本文工作内容进行了总结。说明了目前工作存在的不足之处,并对之后工作的改进以及后续的发展方向进行了讨论。