无人机是指无人驾驶的飞机,无论是在民用还是军用方面都得到了广泛使用。无人机的飞行自主性很大程度地受到无人机和地面控制台之间通信链路的限制。在可视范围内发射和接收电磁信号的波段通常使用S、C和K频段,此种通信链路可靠性和稳定性的建立取决于理想的地理空间环境。此外,为了使无人机获得更远的飞行距离,卫星通常被作为通信中继,此种方案尽管降低了对地理环境的依赖,但是却需要较高的成本花费。为解决以上问题,基于无人机中继通信系统,本文提出并设计了圆形微带阵列天线,为无人机中继及任务无人机之间提供稳定的空空通信链路,实现无人机70千米的飞行距离。主要研究内容如下:1.介绍了微带天线的基础理论,包括微带天线的辐射原理及微带阵列天线的基本特性。同时概述了矩形微带天线的介质基板参数和天线尺寸的设计方法,并比较了微带天线的多种馈电方式。为后续的天线阵列设计提供理论支撑。2.设计了一种工作于C波段的圆形微带贴片天线,阵元采用同轴线馈电。一方面,通过优化天线尺寸和介质参数,使天线具有良好的辐射特性及线极化性能。另一方面,通过采用T枝节功分器的馈电网络,实现圆极化。仿真结果表明,天线阵元可实现良好的阻抗匹配,单个阵元的最高增益可达8.51dB。3.设计了一种工作于C波段的圆形微带阵列天线,天线阵元组合成为圆柱形状的天线阵列。通过研究不同阵元数目(16阵元或者两组8阵元)及阵元间距下的天线性能变化,确定满足项目性能指标要求的阵元数及阵元间距。最终设计方案采用了两组由8个线极化阵元组成的天线阵分别完成发射和接收。仿真结果表明,同时激励两个天线阵元,天线增益可达10.7dB,水平和垂直方向上3dB波束角分别为45.6°和55.4°,天线定向辐射特性良好。而且通过添加金属铝板,收发天线间的隔离度大于35dB,满足系统指标要求。4.对天线单元及阵列进行实物加工及测试,测试结果与仿真结果基本一致,验证天线设计方案的可行性。