随着雷达和通讯等领域的不断发展,波束扫描阵列天线在这些领域获得了广泛的研究和应用。其中,频率扫描天线是一种辐射主波瓣随工作频率的变化而改变其指向的典型行波天线,它具有结构简单、辐射口面大和制作成本低等优势,在雷达探测、航天航空以及汽车防撞系统等应用领域起着重要作用。然而,普通频扫阵列天线存在波束扫描角度小、尺寸大、重量重等缺陷,本文针对上述不足,对小型化、低剖面、宽角扫描的频率扫描阵列天线展开了研究,论文主要研究内容如下:1、设计了两种工作在Ku波段的人工表面等离子激元（SSPP）漏波天线。两款天线都依据SSPP单位单元的等效电路原理,在单位结构中引入交指枝节,增强耦合电容效应,从而降低单元色散曲线的截止频率。（a）相较于孔型SSPP单元,天线一在单位单元中引入了交指型枝节结构,在相同截止频率下,其传输线线宽仅为前者的61.5%,减小了天线横向尺寸。同时通过不加载任何终端负载的天线电场分布的分析结果可知,其辐射性能保持不变,因此采用终端开路结构,减小了天线的整体尺寸。该天线在11～16GHz频带内,主波瓣由-54°连续扫描至+6°,平均增益可达12d Bi,具有宽角频率扫描特性的同时还能实现小型化;（b）为了提高频扫天线频带利用率,天线二基于双边梳状结构的设计,在11.6～16.5GHz的工作频带内实现了从-56°至+25°的波束扫描,全空间波束扫描范围可覆盖162°,频带利用率约为32.4°/GHz,同时在波束扫描过程中,峰值增益波动均低于3d B,保证了频扫过程中的增益一致性。2、基于复合左右手（CRLH）结构,设计了工作于E波段的宽角扫描漏波天线。采用在基片集成波导（SIW）中周期性加载具有左手特性的改进蘑菇型单位单元,结合SIW的右手传输特性构成复合左右手漏波天线。天线在60～90GHz的频率范围内实现了-58°至+16°的连续波束扫描,最大峰值增益可达14.84d Bi。在宽边方向处,其H面3d B波束宽度可达125°。该天线结构简单,具有高增益和宽角扫描等优点。3、基于人工表面等离子激元结构,在基片集成波导的基础上设计了一种广角波束扫描漏波天线。利用在基片集成波导（SIW）中刻蚀具有SSPP特性的周期性缝隙,进一步拓宽波束扫描范围,实现广角频率扫描。并利用非对称结构设计,抑制开放式阻带（OSB）效应,使得天线实现从后到前的连续扫描。结果表明,该天线在68～89GHz的工作频率范围内,在半空间内能够实现-72～+70的波束扫描覆盖。同时,由于天线具有对称双波束辐射特性,在全空间区域范围,该天线能够实现284°的频率波束扫描。4、为了提高频率扫描天线的频带利用率,采用蛇形弯折基片集成波导结构,设计了一种窄带广角扫描漏波天线。基于基片集成波导（SIW）技术,利用波导宽边上的竖槽作为基本辐射单元,结合阻抗匹配技术,构成蛇形弯折SIW缝隙阵列天线。该天线在72～80GHz（10.5%）的工作频带上,能够实现-62°至+53°的连续波束扫描,且在波束扫描过程中,峰值增益变化小于1.19d B,最大峰值增益能够达到10.48d Bi。该天线结构简单、剖面低,既能实现窄带广角频率扫描波束覆盖,还能在扫描过程中保持增益稳定,在E波段雷达探测领域具有良好的应用前景。