天线作为无线通信系统的窗口,承担着发射和接收电磁波的重任,对其性能的要求也随着系统多功能、集成化和小型化的发展趋势而日益严格。近年来,由于战场环境的复杂和信息科技的飞速发展,对飞行器搭载天线的研究也面临诸多挑战。一方面,为实现扩频通信对抗电子干扰,传统的多副窄带天线方案已不再适用,迫切需要研究具有载体共形、超宽工作频带、小型化特性的天线;另一方面,在相同的发射系统下要获得更大的目标探测范围需要天线具有更高的增益。因而本文在工程应用需求下,分别研究并设计了高增益圆极化径向线缝隙天线和与圆柱载体共形的超宽带小型化对数周期单极阵列天线,通过理论分析、仿真和实验的方法优化其结构和性能参数。论文的主要研究工作及成果如下:1)实现了一款具有波束偏角的高增益圆极化径向线缝隙天线。采用中心开路探针馈电、部分填充介质材料的单层径向波导结构,在其上导电壁蚀刻螺旋排布、长度递增的圆极化缝隙对以获得圆极化辐射和均匀口径场,并在口径外围使用耦合很强的匹配缝隙对将行至终端的剩余功率最大限度地以相同极化方式辐射,从而提高天线的辐射效率。同时,为满足目标探测要求,需将天线的主波束偏离边射方向3°,基于传统相控阵原理,通过分析波导中沿径向向外传输的同轴模式场,研究了不同的波束偏角控制方法。最终对仿真优化的天线模型进行加工测试,结果表明其在中心工作频率35GHz处的增益为34.08dBi,口径效率大于60%且实现了目标的波束偏角。2)实现了一款覆盖10:1带宽的小型化对数周期单极阵列天线,并成功将其与目标圆柱载体共形。将14个高度均小于14mm的单极天线、顶加载单极天线和引入短路柱的顶加载单极天线在金属地板上沿直线以对数周期间隔排列,并用具有阻抗调制功能的微带线延迟线进行馈电,以实现相邻振子间的180°相位差和良好的阻抗匹配。然后将天线结构嵌入目标圆柱载体内,通过弯曲阵元顶部加载金属片与其实现共形,并在馈电侧引入倾斜的导波结构改善天线在高频端的辐射方向图。加工测试结果表明,该天线在2-20GHz频段内VSWR均小于2.4,带内增益变化范围为3.93dB到9.35dB,总体尺寸仅为1.2×0.47×0.093λL,λL为最低工作频率对应的自由空间波长。