现代雷达和电子战系统往往需要主被动复合、共口径工作,因此对多倍频程天线系统的需求越来越迫切。在这种背景下,超宽带天线日益受到广泛的重视。紧耦合阵列天线属于新一代天线,具有宽频带、易小型化、易共型、易集成等优点,可广泛用于通信、雷达和电子战系统中。本文主要研究对象为超宽带双极化紧耦合相控阵天线,论文主要内容包括以下几个部分:首先,论文根据巴伦和吸波器的原理进行了分析和建模仿真。基于巴伦平衡馈电和阻抗变换的原理,分别采用同轴渐变线和微带渐变线结构,设计了两款超宽带巴伦,两者工作频率范围均可覆盖2-18GHz,电压驻波比VSWR≤2,实现了超宽带、低剖面的特性。基于宽带吸波器的工作原理和等效电路分析,设计了一款加载集总电阻的宽带吸波器,其阻抗带宽比为3.56:1,在工作频带5.09-18.15GHz内吸波率大于90%,吸波性能良好。其次,设计了一款平置的双极化紧耦合阵列天线。该阵列天线单元结构的特点如下:单元形式为交指型偶极子,组成互相垂直的双线极化天线;天线与接地板之间加载吸波层,用于改变天线单元的传输特性并拓展带宽;馈电结构为微带渐变线巴伦;在天线上方加载宽角匹配层来改善天线单元的阻抗匹配和宽角扫描性能。经过仿真和验证,双极化天线单元可以在2-18GHz的频段内工作,其在E面和H面上的波束扫描角可以达到±45°,主极化和交叉极化隔离度大于10dB。对8×8的双极化紧耦合阵列天线进行了加工组装和测试,天线性能良好,满足设计指标,验证了设计方案的正确性。最后,设计了一款竖置的双极化紧耦合相控阵天线。在天线单元结构中加载轻量化的周期性结构,不仅简化了阵列结构,还能使相控阵天线具有更宽的扫描角。在偶极子和金属地之间引入接地短路线和集总电阻,可以有效抑制带内谐振的产生。对截断效应进行了分析,引入端接匹配负载的寄生单元能够抑制有限大的天线阵列边缘处的截断效应。仿真结果表明,该结构可以工作在2-18GHz,在E面和H面上的波束扫描角可以达到±60°,主极化和交叉极化隔离度在15dB以上。