随着现代无线技术的快速发展,宽带相控阵天线被广泛地应用于雷达、电子对抗和通信系统等领域中。宽带相控阵天线的设计常常面对模拟频点数较多、所需内存容量大、计算时间长等困难,因此针对宽带相控阵的电磁全波仿真方法研究具有特殊的研究价值和应用意义。本文采用谱域矩量法针对一种基于互耦效应的宽带相控阵天线展开了相关的研究工作。论文的主要内容包括以下几个部分:本文首先从谱域方法的基本原理出发,推导了多层介质的谱域格林函数,然后将其推广到无限大阵列的应用当中,并给出在矩量法应用过程。两个计算实例证明了这种方法具有很高的精度和计算效率。其次,结合差分进化优化算法,使用谱域矩量法对无限大宽带相控阵单元进行了优化设计,最终得到满足设计要求的宽带、大扫描角的天线单元。最后,针对有限大宽带相控阵展开数值模拟研究。采用有限阵格林函数与谱域矩量法相结合的方法,有效地解决了矩量法在分析大型阵列中的计算效率问题。用此方法计算了阵列中不同位置中的天线的辐射情况,与HFSS的结果吻合很好。