本发明公开了一种平面半球形布置天线阵列,包括基板和所述基板上设置的多个分别独立馈电、相同的单元天线,多个单元天线包括中心天线和均匀设置在以中心天线为圆心、平面半球形布置天线阵列的工作频率波长的1/4为半径的圆上的6个主扩展天线;中心天线垂直于所述基板,所述主扩展天线呈辐射状排布且与所述基板之间的夹角可调。本发明还公开了一种平面半球形布置天线阵列的布置方法。本发明通过在基板上按预定的阵列方式组成天线阵列,每个单元天线独立馈电,馈电之后通过后端电路再做匹配整合,降低天线间的阻抗匹配难度和精准度,保证了天线阵列高增益的同时增大了方向性;另外,还可根据实际要求增减单元天线的数目以达到通信需求,实用性强。