伴随着通信领域技术的飞速发展,人们在微波、卫星以及雷达通讯领域越来越需要高增益、多功能的天线。结合了反射面天线与二维阵列天线优势的反射阵列天线(Reflectarray Antenna)越来越受到人们的关注。基于相移表面(Phase Shifting Surface,PSS)设计思想,加载无源微带贴片单元的平面微带反射阵列天线以其结构简单、剖面低、加工成本低廉以及波束设计灵活等优势,逐渐成为了一个新的研究的热点。本文的内容以反射阵列天线的设计流程展开,设计了一款共口径双极化反射阵列天线,以及波束赋形功能的实现,并引入了一种全局优化算法来对阵列进行相位优化。具体工作内容如下文所述:1、共口径宽带双极化反射阵列天线本文设计采用的宽带单层反射单元表现出了优良的极化隔离性,故在此基础之上,设计了一款正交双极化反射阵列天线。该天线拥有两种工作模式,分别对应两种正交的线极化入射激励。最终实现同一天线阵列在不同的极化模式下,能够产生不同的反射波束。两种正交极化模式下产生的反射波束方位角分别为(15°,0°)、(-15°,0°)。该反射阵列在11.3-13.1GHz的频段内能够稳定工作。对于两种极化的工作模式,反射波束的副瓣均能保持在-15dB以下。2、双波束反射阵列天线的设计及其基于PSO算法的阵列相位优化本文设计一款双波束反射阵列天线,由18?18的阵列组成,工作中心频点为12.2GHz。针对一种极化工作模式,可以产生方位角分别为(15°,45°)、(15°,-45°)的两个目标波束。本项工作配合使用了几何分区法以及相位综合优化,实现了一种设计任意多波束的反射阵列天线设计方法:首先拼接两块9?18的笔形波束反射阵列,得到初步的单元相位分布;而后采用了粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO),对拼接之后的整块阵列进行相位优化,使得整体反射阵列的性能大大提升。使用该种局部阵列拼接,配合全局优化算法的设计思路,可以实现任意形状的多波束反射阵列的设计。3、共口径双极化波束赋形反射阵列天线本项工作将PSO算法直接运用于反射阵列天线的波束赋形设计,结合极化分波束反射阵列天线的单元设计,实现了更加复杂的共口径极化波束赋形天线的设计。基于双极化反射阵列单元,本文对两种极化模式分别设定了不同的目标波形。每种极化工作模式下的反射阵列单元经过PSO算法的相位优化,最终都得到了预期结果。反射阵列天线的两种工作状态为:TE极化模式下,反射波束为平方余割波束;TM极化模式下,为双波束。反射阵列天线工作的中心频点为12.2GHz,阵列由18?18个反射单元组成。