本發明公開了一種平面半球形布置天線陣列,包括基板和所述基板上設置的多個分別獨立饋電、相同的單元天線,多個單元天線包括中心天線和均勻設置在以中心天線為圓心、平面半球形布置天線陣列的工作頻率波長的1/4為半徑的圓上的6個主擴展天線;中心天線垂直于所述基板,所述主擴展天線呈輻射狀排布且與所述基板之間的夾角可調。本發明還公開了一種平面半球形布置天線陣列的布置方法。本發明通過在基板上按預定的陣列方式組成天線陣列,每個單元天線獨立饋電,饋電之后通過后端電路再做匹配整合,降低天線間的阻抗匹配難度和精準度,保證了天線陣列高增益的同時增大了方向性;另外,還可根據實際要求增減單元天線的數目以達到通信需求,實用性強。