阵列天线具有增益高、方向性强、波束指向与形状易于控制等优点。对阵列天线的波束扫描控制技术的要求促进不同波束扫描或切换技术的不断演化。将金属波导运用在阵列天线的辐射与馈电系统中,具有功率容量高、损耗低等其他形式传输线无可比拟的优势。论文以波导馈电阵列天线波束控制的不同应用为背景,对三类波束扫描或切换体制进行了探讨并完成了相应的天线设计,完成了以下工作。基于开缝矩形波导慢波线结构的高增益宽角度频扫天线设计。该天线的辐射缝隙经过泰勒综合法加权,实现幅度锥削以控制副瓣电平。天线选用弯折结构和加载电抗性结构抵消输入阻抗虚部尖峰的方法,解决中心频点波束过零处驻波比突然恶化的问题。进一步论文分析了采用喇叭及加载相移表面对辐射波前进行相位补偿提高增益的设计方式。仿真和实测结果验证了天线的过零点宽角频扫性能及高增益特性。多波束龙伯透镜天线设计。该天线的馈电部分采用将功分器嵌入波导馈源的方式获得紧凑的结构和更宽的单波位波束宽度。透镜部分采用内外分层并利用等效媒质理论分别打孔和填充的方法构建,使透镜媒质在简化的双层媒质的基础上即可实现接近连续的介电参数变化,确保透镜的宽带性能,也更易于加工实现。极化栅部分进行了双层空气填充共形优化设计。仿真和实测结果显示该天线系统工作频段可覆盖25%的相对带宽;通过4端口切换即可实现85°以上的覆盖;可工作于线、圆极化两种状态。相频扫波导裂缝天线面阵设计。该天线通过子阵方位频扫和相控俯仰扫描实现二维波束扫描。频扫子阵利用脊波导、H面弯折、缝隙锥削、感性阻抗对消等设计形成具有宽扫描角度、低副瓣、可组阵、过零宽频带特性。进一步将子阵组合形成可用于相频二维波束扫描的阵列,仿真结果验证了该天线的二维扫描能力。论文的研究内容和成果可直接用于雷达、通信等多种实际工程应用。