【摘 要】
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平面反射阵列天线由于具有高增益、低剖面、易于加工且无需复杂的馈电网络等特点受到众多学者的重点关注。圆极化平面反射阵列天线具有较强的抗干扰能力,能够克服多径效应以及雨雾干扰的影响而被广泛应用于卫星通信领域。折叠式反射阵列天线是在传统反射阵列天线基础上发展而来的,与普通反射阵列天线相比,折叠式反射阵列天线剖面更低（剖面高度约为普通反射阵列天线的一半）,并且它的馈源更容易与反射面集成在一起,摆脱了馈源、
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平面反射阵列天线由于具有高增益、低剖面、易于加工且无需复杂的馈电网络等特点受到众多学者的重点关注。圆极化平面反射阵列天线具有较强的抗干扰能力,能够克服多径效应以及雨雾干扰的影响而被广泛应用于卫星通信领域。折叠式反射阵列天线是在传统反射阵列天线基础上发展而来的,与普通反射阵列天线相比,折叠式反射阵列天线剖面更低（剖面高度约为普通反射阵列天线的一半）,并且它的馈源更容易与反射面集成在一起,摆脱了馈源、支架对天线辐射的遮挡。本文的主要工作内容和创新点如下:第一,概述了平面反射阵列天线的发展历史与研究现状,分析了平面反射阵列天线的工作原理与设计方法;针对平面反射阵列带宽窄的问题,分析了影响平面反射阵列带宽的因素。第二,提出了一种W波段双谐振宽带反射单元,该单元以十字形贴片单元为基础,在十字贴片四周增加两对矩形贴片组成双谐振结构,拓宽单元带宽,实现平坦的相移曲线和超过450°的相移范围;此外,通过调节单元正交方向上的结构尺寸,实现对正交极化入射波的反射相位的独立控制,从而实现线极化到圆极化的转化和极化旋转90°的功能。基于此单元,设计了一款宽带圆极化平面反射阵列天线和一款宽带线极化折叠式平面反射阵列天线,并进行了加工与测试。宽带圆极化平面反射阵列天线的实测结果表明:-10 d B阻抗带宽和3 d B增益带宽均达到11.6%（80 GHz～90 GHz）,整个带宽内天线的增益大于25 d B,测试结果与仿真结果基本吻合。仿真的天线轴比在整个带宽内均小于3d B,由于加工与装配的误差导致实测轴比稍差,但均小于4 d B。宽带线极化折叠式平面反射阵列天线的实测结果表明:-10 d B阻抗带宽和3 d B增益带宽均达到22.2%（80 GHz～100GHz）,整个带宽内天线增益大于24 d B。测试结果与仿真结果基本一致。第三,提出了一种Ka波段双谐振宽带反射单元。该单元由耶路撒冷十字贴片以及四周的两对矩形贴片组成,具有平坦的相移曲线,且相移范围达到450°;通过调节单元正交方向上的结构尺寸,实现对正交极化的入射波的反射相位的独立控制。基于此单元,设计了一款宽带圆极化平面反射阵列天线和一款宽带线极化折叠式平面反射阵列天线,并进行了加工与测试。宽带圆极化平面反射阵列天线的实测结果表明:-10 d B阻抗带宽和3 d B增益带宽均达到25.7%（30 GHz～39 GHz）,整个带宽内天线的增益大于23.5 d B,测试结果与仿真结果基本吻合。3 d B轴比带宽达到22.8%（30 GHz～38 GHz）,由于加工与装配的误差导致实测轴比稍差,但均小于4 d B。宽带线极化折叠式平面反射阵列天线的实测结果表明:-10 d B阻抗带宽和3 d B增益带宽均达到22.2%（31 GHz～40 GHz）,整个带宽内天线增益大于25.5 d B。测试结果与仿真结果基本一致。
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