随着高功率微波技术的发展及其在各个领域的不断深入应用,各种更高功率、更高频段的高功率微波源应运而生,频率覆盖1-140GHz,输出功率可达10GW以上,这就对高功率微波辐射系统提出了更高的要求。虽然对实验阶段的高功率微波天线已经做出各种探究,如高功率微波天线的宽带化、小型化、共形设计、可重构设计、波束扫描和成本控制等,但高功率微波天线系统最重要的指标为功率容量和辐射效率。作为发射天线需考虑如何高效地将高功率微波辐射出去,现有的高功率微波系统仍然采用结构较为简单、功率容量较高的反射面等高功率天线。随着高功率微波系统实用化的进一步推进,这类天线体积大、结构不紧凑、精度较差的缺点愈发明显,难以适应瞬息万变的现代化军事作战场景。本文基于子阵技术和谐振腔缝隙天线,以实际应用为目标,致力于设计具有低剖面、高功率容量、高辐射效率的高功率微波阵列天线。主要研究内容为:第一,对传统的谐振腔缝隙天线做高功率应用拓展。分析了谐振腔缝隙结构对天线性能的各种影响,基于此设计了一款矩形口径的线极化谐振腔缝隙天线。仿真显示:在中心频率处增益为24.0d Bi,真空中功率容量为140.59MW,而天线高度仅为34mm（0.373λ0,λ0为3.3GHz中心频率在自由空间中的波长）。第二,设计了一款S波段的慢波谐振腔缝隙天线。用金属慢波结构替代传统谐振腔中的介质材料,解决了谐振腔口径与所需工作频率不匹配的问题,且依然具有较高功率容量（70.26MW）和较低的剖面高度（34mm）。其次,将慢波谐振腔缝隙天线拓展到C波段,设计了一款C波段的低剖面高功率阵列天线,仿真结果显示:中心频率处,子阵的增益为24.49d Bi,反射系数低于-20d B,真空中功率容量约为363.5MW,按照8×16排布的阵列增益为42.46d Bi,功率容量约为363.5MW×8×16=46.52GW,而该阵列天线剖面高度仅为1.64λ0 （λ0为C波段中心频率在自由空间中的波长）。第三,结合背腔天线原理,对S波段慢波谐振腔缝隙天线进行拓展。在牺牲了一定的剖面高度后,将慢波谐振腔缝隙天线的口径效率由88.3%提升至99.7%,且相比于慢波谐振腔缝隙天线的70.26MW功率容量,仍具有42.9MW的功率容量。