随着移动通信用户数量的急剧增长,频率资源日益紧张。现代无线通信系统迫切需要紧凑、低成本、高增益、同时具有自波束跟踪能力的新型天线出现。而方向回溯天线技术是实现这一目标的一个极其重要的途径。方向回溯天线能够自动跟踪来波方向,而不需要来波方向的先验知识和复杂的数字信号处理算法,这一特点使其在现代军用、尤其民用数字移动通信系统中有很好的应用前景。目前国外已有很多文献报道,多种形式的方向回溯天线阵用于试验研究,并表现出良好的性能。成为天线领域研究热点之一。但在国内,由于研究起步较晚,目前尚没有学者对其进行综合研究,鲜有相关报道。在国内开展相关课题的研究,有着广阔的应用前景和价值,反映了当今通信研究领域的前沿。本篇论文从方向回溯实现的原理出发,对各种方向回溯天线技术、理论进行了初步探讨,从理论、数值方法以及实验等方面着重研究了方向回溯天线的设计和实现,注重面向工程应用。作者创造性的工作体现在:1、首次对方向回溯实现的原理,以及国外在方向回溯天线研究领域所出现的新技术、新理论进行了系统研究;2、首次在国内进行了方向回溯天线应用试验研究。首先,采用边馈双极化天线阵技术和相位共轭混频器技术,设计了一种新型四单元方向回溯天线阵;其次,设计建立了简单有效的测试系统,分别测试了天线的单站和双站雷达反射截面,天线均表现出良好的方向回溯性能;最后,分析研究了微带介电常数、介质厚度、天线单元数和射频泄漏信号等因素对天线整体性能的影响。本文所采用的技术和方法,新颖、简单、易实现,适合具体的工程应用;本文的结果对于天线研发人员研究方向回溯天线有一定的参考意义。