随着社会的进步和科技的发展,应用场景逐渐多样化,人们更加需要同时具有波束自动跟踪能力和一定隐身能力的高性能天线来实现更丰富的功能。Van Atta天线阵列作为方向回溯阵列天线的一种,具备方向回溯特性的同时,还可以实现对雷达散射截面的控制,在保证工作性能的前提下,提高隐身性能。但如果来波方向与阵列之间的角度过大,会导致回溯波无法准确沿入射波方向发射,性能急剧下降。因此,回溯角度是重要性能指标之一,宽回溯角度不仅可以实现更大范围内的方向回溯,还可以有效拓宽对雷达散射截面的调控范围,获得更佳的隐身效果。针对这种情况,本文开展了对宽回溯角度的Van Atta天线阵列的研究,讨论了三种基于不同技术的雷达散射截面调控方式,完成了一款加载PIN二极管的宽角度Van Atta天线阵列。该阵列在更宽角度范围内实现方向回溯特性的同时,具备雷达散射截面调控能力。主要内容如下:首先,阐述了Van Atta天线阵列的研究背景及意义,追溯其发展历史,结合应用领域概述国内外研究现状。随后简要介绍了方向回溯阵列的基本概念和实现形式,并详细分析了Van Atta天线阵列的工作原理,研究了无源及有源Van Atta天线线阵、面阵理论,对Van Atta天线阵列的单站及双站RCS公式进行了推导和分析,并讨论了宽角度对阵列主要指标的影响,为设计宽角度Van Atta天线阵列奠定了理论基础。其次,介绍了三种可实现RCS调控的宽角度Van Atta天线阵列,分别基于射频开关技术、相位相消技术和偏离固定角度技术。对于射频开关技术,介绍了相关理论,并以一款二极管为例,对单刀单掷开关的三种电路形式进行了仿真分析。对于相位相消技术,分析了单向及双向阵列的最佳相位添加方法,并由线阵拓展到面阵。对于偏离固定角度技术,通过理论推导和仿真验证的方式,证实其对RCS的调控作用,为阵列设计提供理论依据。最后,结合上文对宽方向回溯角度特性以及PIN二极管的研究,设计了一款加载PIN二极管的宽角度Van Atta天线阵列,详细阐述了系统的设计方案以及预期指标,并对天线、电路、控制信号等模块进行分模块介绍,采用仿真结果和实物测试相结合的方式来确保各模块性能达标。最终将各模块组合成系统,进行整体测试,得出结论。