反射阵列天线由于具有成本低、重量轻、易于加工、可波束扫描等优点被广泛应用于卫星通信和雷达系统中。本文主要围绕反射阵列天线进行研究,主要包括两种新型宽带反射阵列天线的设计,低剖面折叠反射阵列天线的设计及其结构简单且低成本的波束扫描方法的实现。本文的主要工作内容如下:1、设计了一种基于单层偶极子加载T-形支节单元结构的宽带反射阵列天线。首先设计了一个中心频率为10 GHz的角锥喇叭天线,作为反射阵列天线的馈源。然后提出了单层偶极子加载T-形支节单元结构,通过改变T-形支节的长度,单元的相位变化曲线较为线性,同时相位范围可以达到420°。基于该单元设计了一个由441个单元组成的反射阵列,由馈源喇叭进行25°偏置馈电,中心频率为10 GHz。测量结果表明,所提出的反射阵列天线的1-d B增益带宽为24%,1.5-d B增益带宽为37%,在10 GHz时的口径效率为66.6%。2、设计了一种基于单层内嵌式开槽圆环单元的宽带反射阵列天线。提出了一种新型单层内嵌式开槽圆环单元,圆环的大小对于阵列中所有单元都是固定的,通过改变圆环内部扇形缝隙的长度来实现相位变化。这种单元结构可以防止常规反射阵列天线中遇到的相邻单元之间结构尺寸突变的问题。该单元的反射相位可以实现线性变化,而且变化范围接近360°。基于所提出的反射单元设计了一个25°偏馈的反射阵列天线,反射阵列共有529个单元,测量结果表明,该反射阵列天线可以实现30%的1-d B增益带宽和58.3%的口径效率。3、设计了一种基于三根平行偶极子单元的折叠反射阵列天线。天线由馈电喇叭、下层反射阵列和上层极化栅格组成。提出了一种三根平行偶极子单元,该单元可以实现较好的宽带性能。基于此单元设计了折叠反射阵列天线,阵列的口径面尺寸为408 mm×408 mm,由1089个单元组成,中心频率为10 GHz。设计的折叠反射阵列天线较之传统的反射阵列天线具有低剖面的优点。仿真结果表明,该折叠反射阵列天线可以实现14%的1-d B增益带宽和22%的1.5-d B增益带宽,10 GHz时的口径效率为47%。4、提出了一种基于低剖面折叠反射阵列天线的结构简单且成本低廉的波束扫描方法。通过旋转放置在天线上方近场区域的超表面来实现波束扫描。与需要有源设备的电控扫描不同,该方法采用完全无源的超表面来控制波束,具有结构简单、低成本和低剖面的优点。设计了两层可旋转超表面,把超表面放置在折叠反射阵列天线的上方。仿真结果表明,这种方法可以实现良好的波束扫描性能,扫描角度可以覆盖方位角0°-360°,俯仰角0°-42°,且增益变化小于3 d B。