本论文的研究对象是一种新型的中/高增益的平板天线---复合空馈阵(Compound Air-fedArray，CAFA)天线，包括印刷型(Printed)和金属型(Metallic)两种结构型式，分别命名为P-CAFA和M-CAFA。CAFA天线概念源于将反射阵/传输阵天线中相位补偿的思想融入Fabry-Perot谐振器天线中，是一种新型的复合型空馈类天线，具有馈电简单、损耗低、效率高、可波束赋形、结构剖面低、成本低等特点。论文的研究目标包括：1）形成较完善的理论分析方法；2）提出一系列提高天线性能的设计方法和流程；3）丰富天线的应用功能；4）探索CAFA天线在工程领域的应用潜力。论文首先系统总结与论文研究相关的背景技术，并全面调研当前国内外的研究动态。第二章将系统梳理空馈天线家族，并发展一种分析空馈天线的统一方法，通过对空馈阵列天线中谐振机制的研究找出制约各种空馈天线性能的本质原因，最后分析空馈天线的增益、频带宽度以及口径效率等电性能指标与结构尺寸之间的关系。第三章首先提出一种基于射线理论的图解分析法，然后定量研究口径场赋形的方法，最后研究馈源的阻抗匹配方法。第四章共研究四种提高性能的技术，分别是宽频带化技术、降低剖面高度技术、圆极化设计以及提高增益技术。第五章首先给出M-CAFA天线的定义，随后研究由贴片天线激励的M-CAFA天线及其子阵列设计方法，然后重点研究TE11模圆波导激励的M-CAFA天线，最后提出CAFA滤波天线的概念。第六章研究了M-CAFA在移动通信基站天线中的实现方案，包括水平面32°、65°以及90°等波束宽度的实现方案，以及双极化和波束赋形/下倾的实现方法。第七章总结全文并展望后续研究的方向。论文工作不仅有理论分析，也进行了样机的设计、仿真、加工和测试；研究结果不仅具有理论新颖性，也有工程实用潜力。