随着通信技术的发展,对相控阵天线的研究已经不仅局限于军事领域,其在民航预警、公安等领域也得到广泛应用。相控阵是5G技术的核心之一,5G技术的发展,将相控阵技术推向了应用的新高度,是各国争相研发的重点。相控阵技术势必会对人们生活产生越来越大的影响,因此对相控阵天线的研究具有非常重要的价值。本文研究了在大扫描角下具有低互耦性能的有源相控阵天线。论文首先针对设计需求进行了分析,从而确定了该相控阵系统需要采用的方案,设计过程包括16×16天线辐射阵列的设计、耦合器的设计、Wilkinson功分器的设计。为实现±60°扫描,且不会出现栅瓣,带来的问题就是阵列天线单元间距变小,互耦变差,从而可能使相控阵扫描时出现盲点效应,这给设计带来了极大的难度。为了提供更多样的选择,本文采用了介质喇叭阵列与印刷振子阵列两种方案,并且提出一种新型结构,通过在印刷振子天线中引入非谐振引向贴片和隔离条的措施,解决了在大扫描角下相控阵天线印刷振子单元之间的互耦和隔离的问题,使回波损耗小于-20dB,互耦小于-18.6dB,从而为大扫描角相控阵天线设计打下良好的基础。其次,通过采用泰勒综合法进行副瓣加权,降低了副瓣电平,提高其抗干扰能力。在系统中,采用内监测法,通过测单元之间的耦合度来进行监测,将16个天线通过缝隙耦合串馈输出。功分器对相控阵辐射阵列中的十六路校准耦合通道信号合成,开关控制某行接通。Wilkinson功分器的合口输出即为某行某列的耦合信号,用于对各天线通道的幅度和相位监测,在天线工作状态下即可判断天线是否正常工作。最后,对相控阵天线系统整体进行仿真设计,使得阵列天线增益达到29dB左右,天线法向的波束宽度在6.2°左右,相控阵天线的校准网络耦合度在35±2dB之间,接入一分十六Wilkinson功分器后监测网络总口到天线单元的耦合度在48±2dB之间,俯仰面和方位面扫描到±60°时,增益下降在5dB以内,很好的满足了指标上的要求。为以后相控阵天线集成监测网络一体化的设计打下了良好的基础。