近年来,随着天线行业不断发展,天线应用场景愈来愈复杂化、多样化。应用范围的变化给天线带来了新的要求,大量的智能设备需要天线具有低剖面的结构,以便于系统集成化、小型化。本文结合近年来由于低剖面,高增益特性而颇受关注的阻抗表面,针对多波束天线系统中的阵元天线和多波束形成网络,分别就宽频带、低剖面、低成本等特性进行了研究。主要研究内容有以下几点:第一,针对Rotman透镜侧壁吸收端口,提出了两种改良方法。一通过在Rotman侧壁加载缝隙调制表面阻抗单元,替代传统设计中的侧壁吸收端口,使得原本被侧壁吸收端口吸收的能量被缝隙辐射出去,仿真数据表明这种方法在保证透镜宽带特性的情况下有效的削减了透镜端口数量,避免透镜内部的无效电磁反射并对插入损耗有一定的改善。二对Rotman透镜的侧壁进行了重新设计,通过插入金属柱将本来由侧壁端口吸收的电磁波反射进行二次利用,使得Rotman透镜的的插入损耗大大降低。仿真数据表明基于这种方法的Rotman透镜能够在25.5~28GHz实现插入损耗<1d B。第二,使用阻抗调制表面漏波天线和传统波束形成网络Rotman透镜所结合的方法,设计了一款低剖面、高增益,易于集成的二维波束扫描天线。在10GHz的中心频率,天线的波束覆盖了俯仰面10????50?和方位面-45????45?的区域,具有最高24d Bi,最低22d Bi的增益,与具有相似波束形成特性的天线相比,该系统的优点是由于在二维空间中进行扫描时融入了频率扫描特性,其复杂度较低,因此成本也大幅度降低。第三,针对微带贴片天线带宽过窄的缺点,本文提出一种在微带天线上方额外加载一层阻抗表面的方法,改善了天线的带宽。在保证微带贴片天线体积小、易于制造和集成以及低成本等的情况下,将带宽拓宽至50%。并比较了不同形状的阻抗贴片对天线性能的影响。改良后的贴片天线可以和具有宽带的特性的波束形成网络如Rotman透镜匹配,并通过仿真实验证了阵列的波束扫描能力。