随着相控阵天线在军事和民用中的广泛应用,反向天线阵因其结构简单和成本低而受到国内外学者的关注。反向天线阵不需要预先知道入射波的角度,而且也不依赖于复杂的信号处理和数据运算就可以将阵列的发射波束指向入射波方向。反向天线阵具有结构简单、尺寸小、成本低以及良好自动波束追踪能力等优点,是现代无线通信系统重要的研究方向。本文的主要工作如下:第一,总结了阵列理论的基础知识。同时,设计了低互耦双极化天线单元,在天线设计中采用开路加载技术,减小了天线的尺寸,增大了阵元辐射边之间的距离,降低了阵元之间的互耦。第二,分析了Van Atta反向阵的工作原理,并对其进行了系统的仿真。并将阵列的稀疏技术应用到Van Atta反向阵中,实现了反向阵的稀疏化,减少了阵元的数目,降低了阵列的成本。第三,将反向天线阵与时分复用技术相结合,进一步减少了阵列的相位共轭单元、降低了成本。在时分复用的基础上,通过对时分复用中抽样脉冲的宽度进行控制来实现了对反向阵发射波束的赋形。第四,分析了反向天线阵中波束指向误差形成的原因,并根据反向天线阵的特点,给出了反向阵波束指向误差的补偿方法。第五,设计了通信系统的射频前端,并提出了新型的恢复载波相位的方法,有效的消除了相位模糊问题。