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超材料由周期或非周期排布的亚波长单元组成,是具有超常物理电磁特性的人造结构,超材料的诞生使得学者们对电磁波调控有了历史性突破。超表面是二维形式的超材料,能有效的调控电磁波的极化方式和波前相位等,并且超表面与超材料相比具有低剖面、低损耗、低成本、易加工等优势。超表面的优势使得它在天线中的应用受到了学者们广泛关注,本文主要研究电控波束可重构阵列天线和超表面天线新技术。首先利用超表面实现对电磁波极化方式的调控,设计高增益双圆极化Fabry_Perot谐振天线。通过设计双线极化H形缝隙微带天线实现了双端口,增加了通信容量,为了克服微带天线的增益较低的缺陷,将微带贴片天线置于Fabry_Perot谐振腔内,在12.5GHz增益提高7.15dBi。在Fabry_Perot谐振天线上方加载透射型线圆极化转换超表面,实现双圆极化。仿真和实验结果表明:天线在两端口独立工作时峰值增益为12.78d Bi和12.89d Bi,对应的3-d B轴比带宽为12.07-13.68GHz和12.16-13.74GHz,相对带宽为12.5%和12.2%。利用超表面实现了对波前相位的调控,设计高增益多波束折叠透射阵天线。天线由主反射阵、副透射阵(透射型超表面单元)和5个馈源天线(2×2微带天线阵)组成。实现90°极化转换反射型超表面单元构成主反射阵,5个馈源嵌入主反射阵中,同时实现90°极化转换和相位补偿的透射型超表面单元构成副透射阵。仿真结果表明:多波束折叠透射阵天线实现了波束从-10°—+10°波束扫描,当中心馈源馈电,在30GHz E面副瓣电平低于-20d B,H面副瓣电平低于-15d B,峰值增益为28.9d Bi,口径效率为24.6%。将PIN二极管与超表面集成实现了对电磁波动态调控,设计了电控波束可重构折叠反射阵列天线。同时实现90°极化转换和相位调谐的超表面单元构成主反射阵,通过二极管通断实时实现180°反射相位差,副反射阵由极化栅组成,将2×2微带天线阵作为平面馈源嵌入主反射阵中,实现一体化。仿真和实验结果表明:天线在12.5GHz实现了-60°—+60°波束二维扫描,峰值增益17.07dBi,口径效率13.02%。