反射阵列天线相比于传统高增益天线,具有许多优势,成为了近些年来备受关注的研究热点。这种天线一般由一个平面反射阵列和空间馈电天线(馈源)组成,容易实现低剖面、高增益和低成本,同时应用灵活,比如可方便实现波束赋形和多波束等。本文针对反射阵列天线中单元和阵列分析设计中的难点问题开展工作,提出了反射阵列天线的耦合效应分析方法,研究了抑制反射阵列天线中不同的相邻单元之间耦合效应,在此基础上对宽带反射阵列天线以及双频带反射阵列天线展开研究,实现了高宽带的反射阵列天线和基于单层结构的线极化双频反射阵列天线。本文的主要工作和创新点包括以下几个方面:1.反射阵列天线的基础理论工作,包括基本特性和优缺点分析、相位补偿计算方法、口径效率的影响因素分析以及单元分析仿真方法;研究了单元分析仿真的主流方法无限周期单元模型法,针对无限周期单元模型,研究了斜入射波对不同单元辐射特性的影响,最后分析了三种典型的反射单元的辐射特性。2.反射阵列天线中的耦合效应研究。研究了反射阵列天线耦合效应分析的难点并对比了现有的两种研究耦合效应的方法。针对现有方法存在的缺点,提出了一种基于单元表面电场分布特性的周围单元分析方法,该方法在所有单元全部激励的情况下根据单元表面电场相位分布特性来衡量不同相邻单元带来的耦合效应变化,能更准确的分析相邻单元之间的耦合效应,解决了现有方法只对中心单元激励的不足。依据我们提出的分析方法建立了九单元仿真模型,并分析了不同类型单元受不同相邻单元耦合影响的情况,为后续反射阵列天线的设计提供了指导。3.宽带反射阵列天线研究。相位延迟线型反射单元能够在单层结构的基础上实现范围大且线性度良好的相位曲线,同时有助于抑制不同相邻单元的耦合效应。我们重点对相位延迟线型反射单元的反射阵列天线开展工作,提出了两种新型相位延迟线宽带反射单元来提高反射阵列天线的带宽。第一种为双开缝圆环相位延迟线型宽带单元,该单元反射相位曲线比较平滑,并且不同频率下的反射相位曲线平行度有了很大的提高,体现出了高宽带的特性。经过阵列设计及测试验证,反射阵列天线的1dB增益带宽与比现有方法相比提高到了20%。第二种为三开缝圆环相位延迟线型宽带单元,在第一种单元的基础上进行了优化,反射相位曲线的平滑度有了显著提高,曲线的斜率保持稳定,并在不同频率下的反射相位曲线平行度依然保持的很好。最终阵列测试结果表明,天线的1dB增益带宽得到了进一步显著提高,达到了31.5%。4.双频带反射阵列天线研究。提出了一种基于单层结构的线极化双频带反射阵列天线的设计方法:利用双频反射单元内部结构间的耦合,经过参数扫描,使反射单元在两个频率处实现更大的相位变化范围。依据这种设计方法,采用圆环-偶极子线极化双频单元进行双频反射阵列天线设计,实现了反射阵列天线在不同频率处有不同的波束指向。针对圆环-偶极子双频单元覆盖相位范围不足的缺点,提出了圆环-交叉蝶形双线极化双频单元,以此所设计的反射阵列天线在两个频率处的辐射性得到了进一步提高。