宽带高功率微波技术是近年来高功率微波器件研究的热点之一。高功率微波天线作为高功率微波辐射系统中最重要的一环,目前大部分关于高功率微波天线的研究是基于窄带高功率微波源的,它们的带宽通常小于5%,不能很好的应用于宽带高功率微波领域。因此,对高增益、高效率、小型化、低剖面的宽带高功率微波天线的研究提出了迫切的需求。在此背景下,论文提出了两种百兆瓦级的低剖面宽带阵列天线在高功率微波领域的应用,它们分别基于悬板阵列天线和缝隙耦合微带阵列天线两种形式,并设计了一种基于径向线波导的宽带功分馈电网络作为两种天线的馈源。通过理论分析、电磁仿真软件建模和加工实验,验证了两种设计方案的可行性。研究内容和取得的成果主要包括以下几个方面:1.宽带高功率微波悬板阵列天线的设计与实验由于传统的悬板天线存在横向尺寸大,口面效率低,加工与装配复杂等问题,本文提出了一种中心频率2.1GHz的紧凑型横向连续E形单元结构的悬板阵列天线,通过这种设计有效提高了天线的口面效率和增益,同时改善了天线的辐射特性。该阵列天线在仿真中实现了33%的相对带宽（1.72-2.42GHz,驻波比<2）,整个频段内的增益大于22.4d B,口面效率大于90%。在常规功率实验和高功率微波实验中,该阵列天线实测带宽大于20%（1.97～2.39GHz）,整个频段内的增益大于20d B,实现了140MW水平的高功率微波辐射。2.宽带高功率微波缝隙耦合微带阵列天线的设计与实验总结了将微带天线引入高功率微波领域的一些方法和思路,并提出了一种带背腔的三层夹层形式的宽带H形缝隙耦合微带阵列天线,中心频率为2.1GHz。该阵列天线由10个独立的子模块拼接组成,通过特殊的结构设计,不仅克服了常规微带天线功率容量低的缺点,还具有低剖面、轻量化、易加工的特点。该阵列天线在实验中达到了51.2%的相对带宽（1.52-2.57GHz,驻波比<2）和大于29d B的增益,最大增益可达32.1d B,与仿真结果基本一致,能够在140MW的功率下稳定运行,能够满足目前宽带高功率微波辐射需求。3.宽带高功率微波双层径向线功分器的设计与实验通过理论分析与建模仿真,提出的1分60路双层径向线功分器实现了大于两个倍频程的微波信号传输（1.64-3.6GHz）,解决了传统径向线馈电系统频带宽度窄的问题。该功分器通过一个波浪形圆盘结构将径向线波导分为两层,该结构不仅进一步减小了功分器的体积,而且实现了功分器的宽带阻抗匹配。在仿真中,该功分器的S11参数在2.1GHz时达到了-44d B,功率容量大于200MW。通过实验,验证了它的对称性和耦合特性,并实现了140MW的高功率微波传输,能够满足对所研究的两种宽带天线的馈电需求。