现代无线通信技术的发展越来越快,对于在无线通信中扮演关键角色的天线要求也越来越高。一方面,微带天线是近些年来广泛受到关注的一种天线形式,它具有剖面低,重量轻,电性能多样化等优点;另一方面,单个天线由于电性能相对固定,往往不能满足各种形式的指标要求,由多个天线单元组成的阵列天线是解决这个问题的关键,它可以显著地提升天线整体的增益。相控阵天线则是在阵列天线的基础上发展起来的一种新的天线形式,它通过移相器控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状,从而达到波束扫描的目的。相控阵天线的形式有很多种,对于飞行器、导弹等载体而言,平面相控阵天线往往不是最佳的解决方案,而可以弯曲附着在载体表面的共形相控阵天线则更加受到欢迎,它与载体表面紧密贴合,在保证自身电性能的前提下对载体本身的气动性能影响不大,同时还可以保证载体的隐身性能,从而满足了信息化作战的高要求。综上所述,本文决定设计一种微带共形相控阵天线。相控阵天线单元是双频圆极化宽波束的微带天线,选取七个单元共形放置在非平面地板上,再加上功分器和移相器以及相应的控制电路等组成完整的相控阵天线系统。本文的主要工作如下:1.设计了一种双馈点层叠式微带天线,它以空气作为介质,两个馈电点的馈电激励幅度相等且相位相差90~0,从而实现了较好的圆极化性能,馈电网络采用了3dB分支电桥的形式。从仿真结果来看,天线在高低频都实现了较好的驻波,增益,轴比性能。2.设计了一种单馈点层叠式微带天线,它是在上下层微带天线的周围加上了金属腔体,微带天线的介质采用了介电常数为2.2的F4B。与前者双馈点层叠式微带天线相比,从仿真结果来看,它的驻波和轴比性能都略差一些,而增益性能则有所差别,它的天顶增益相对低一些,但是半功率波束宽度会更宽,低仰角增益会更高。接下来,把该天线加工成实物并进行测试,实测结果与仿真结果一致。3.为了减轻重量以及成本,将单馈点层叠式微带天线的介质F4B替换成空气,并从实际情况出发,在仿真过程中把天线放置在非平面的地板上。从仿真结果来看,最大的变化是增益特性会和之前的天线有所差别,外形尺寸上,天线的高度和面积会有一定程度的增加。接下来,把该天线加工成实物并进行测试,实测结果与仿真结果一致。4.将前面设计的几种微带单元组成阵列进行性能方面的对比,尤其是波束扫描到低仰角时的增益。考虑阵列性能和成本等因素之后,我们决定把单馈点层叠式的空气微带天线作为相控阵天线的单元。根据相控阵天线的指标要求,选取了七个天线单元,依次排布在底面半径2.5米的圆柱体侧表面上,在调整单元间距和自身的旋转角度之后,得到符合指标要求的天线阵列。5.设计了一种一分七的环形功分器,功分器的介质采用了介电常数为2.2的F4B,由于微带传输线排布较密使得功分器结构较为紧凑。从仿真结果来看,它的驻波、传输损耗和隔离度等符合指标要求。接下来,把它加工成实物并进行测试,实测结果与仿真结果一致。