天线是高功率微波系统的终端,是将能量辐射到自由空间的实现部分,其性能影响高功率微波系统的性能。在对高功率微波天线系统的研究中,工程师们不仅研究了系统如何实现高功率容量、高增益以及高辐射效率,还关注高功率微波天线系统如何实现小型化、轻型化的问题。近年来,径向线螺旋阵列天线成功应用于高功率微波技术领域,这种天线具有体积小、重量轻、口径效率高等优点。目前径向线螺旋阵列天线已经在L、S、C波段进行了不同程度的研究,但在更高频段的还未进行详细的理论分析、数值模拟和实验研究,所以开展X波段高功率径向线螺旋子阵馈电系统的研究具有实际意义。同时该课题研究中解决的技术问题有利于推动径向线螺旋阵列天线向高频段发展,并与高功率微波技术的快速发展相适应。本文首先对径向线螺旋阵列天线研究中涉及到的基础理论进行了学习总结,如阵列天线基本理论、径向线传输理论与特性、耦合探针的原理等。同时,对已有的LS、C波段径向线螺旋阵列天线进行了学习,研究和认识了径向线螺旋阵列天线应用于高频段X波段可能遇到的技术难题：首先,X波段频率高、波长短,造成在X波段子阵尺寸较小、加工实现困难；其次,X波段耦合探针的细小,不易于保证馈电系统的功率容量,需要增大耦合探针尺寸来提高功率容量,然而探针尺寸增大,会影响径向线内的场分布并且使耦合量的控制更加困难,需要对耦合探针进行分析和优化设计。研究X波段的径向线螺旋子阵馈电系统,首先要研究高频段耦合探针的性能。本文对已有的几种耦合探针在X波段进行了数值模拟分析,总结了探针耦合特性和反射特性的规律。在此基础上,设计并数值模拟了中心频率9.3GHz的16单元矩形栅格径向线螺旋子阵馈电系统,并对实物进行了实验测试,验证了设计思想和数值模拟的正确,实现了X波段径向线螺旋阵列天线。为了满足高增益大型阵列天线对X波段多单元子阵的需求,设计并数值模拟了中心频率9.3GHz的24单元矩形栅格子阵馈电系统,并通过实验验证。其次,研究设计了中心频率9.3GHz的32单元矩形栅格子阵馈电系统,通过改进馈电系统内部结构的方法,解决了能量分布不均匀的问题。最后,研究了32单元三角栅格子阵馈电系统,通过改进和优化设计耦合探针,解决了X波段三角形栅格子阵馈电系统中第一圈探针反射量过大的问题,最终实现了阵面布局不对称情况下能量的均匀输出。