本文主要研究宽带相控阵天线。文中从阵列天线的基本原理出发,介绍了相控阵天线的带宽特性,从阵列和阵元两个方面分析了改善相控阵带宽及扫描角的技术。 通过分析阵元间距及波束方向对带宽产生的限制,本文利用遗传算法对天线阵元的间距或馈电的幅度、相位加以调节,在宽角扫描的整个宽带范围内抑制副瓣电平阻止栅瓣出现,从而改善相控阵的带宽和扫描角特性。仿真设计了一个带宽可以达到2.5～3.5GHz的25元相控阵天线,同时在这个频段内,天线阵的最大扫描角可以达到±60°,满足宽带宽扫描角工作的要求。通过将频率归一化,证明仿真结果对任意频率的25元阵都适用,天线阵在中心频率5/6～7/6倍的带宽范围内均能保持良好的方向性及宽角扫描。 在阵元技术方面,选择重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列的印刷天线作为相控阵单元。利用Ansofi HFSS软件设计仿真了两种宽带印刷天线单元。一种是采用平衡巴伦馈电带有通孔的印刷偶极子天线,其谐振频率约为3GHz,在2.52/3.5GHz的带宽范围内电压驻波比低于2,相对带宽接近33%。另一种是采用微带巴伦馈电的Vivaldi天线,在2.2/8.8GHz的带宽范围内电压驻波比低于2,相对带宽达到4倍频。仅就所设计的两个天线单元而言,Vivaldi天线比印刷偶极子天线具有更宽的工作带宽及主波束宽度。