幅相调制技术广泛用于阵列天线之中。随着频率选择表面和电磁超表面的发展,基于以上技术形成的透镜、反射阵、部分反射表面等次级辐射源能够有效实现幅相调制。本文在阵列天线和次级辐射源应用幅相调制技术,主要的研究内容可分为以下四点:第一,在基片集成波导中应用共形和镜像开槽的方式进行相位调制,实现了高增益全向天线。基于缝隙耦合原理,设计了双层基片集成波导主模-高次模变换器,下层的主模通过宽壁开槽的方式耦合至上层,因为采用同侧开槽的方式,耦合至上层的电磁波等幅反相形成稳定的高次模,TE80模的插损小于9.4d B。使用TE80模转换器馈电的高阶模式8×8缝隙阵的增益为21.2d Bi,副瓣电平小于-9.9d B,辐射效率大于87%。将模式转换器和辐射缝隙分别采用径向和轴向的方式进行圆柱共形,最终得到增益为8.8d Bi、不圆度小于2d B的高增益全向天线。第二,在法珀谐振腔中基于射线和漏波模型应用部分反射表面进行幅度相位调制,分别研究了法珀谐振腔中馈电单元之间的互耦和天线的频率扫描特性。在法珀谐振腔天线阵中,基于空间去耦法,分别采用移除部分反射表面和加入电磁带隙结构的方式单独分析法珀谐振腔中的表面波和散射波,通过调节部分反射表面和反射阵之间的距离对法珀谐振腔中散射波的幅度和相位进行调整,让单元I产生的散射波和表面波在单元II处叠加相减,在增益从14.3d Bi下降到13.6d Bi的情况下,S21从-20d B降低到了-30d B。在法珀谐振腔天线中,当波束倾斜时部分反射表面单元的尺寸随方位角变化,提高了相位调制的有效性。根据部分反射表面反射相移的频率响应特性,在减小后向区域对前向辐射的影响的前提下利用前向区域扫描角随频率递减的关系,同时通过层叠贴片展宽了馈源的带宽,使用法珀谐振腔天线实现了从9.4GHz到10.6GHz频率范围内24°的波束扫描,天线的半功率辐射带宽为8.5%,副瓣电平小于-7d B,辐射效率大于88%。对于部分反射表面单元的误差分析为后向区域参与频率扫描提供了可能性。第三,在透镜中基于费马定理进行相位调制,分别应用多层谐振结构和E面金属板实现了频率扫描和多波束特性。四层谐振结构的透镜在单频点全相移覆盖,根据透镜单元透射相移的频率响应特性,使用宽带准八木天线作馈源进行频率扫描,实现了8GHz至11.8GHz频率范围内13°的波束扫描。根据E面金属板对电磁波的加速现象构造了集成式透镜,利用E面金属板透射相移关于馈源位置的空间相位响应,使用多个高增益准八木天线作馈源进行多波束扫描,天线在E面、H面的波束指向范围都是30°,增益大于22d Bi,副瓣电平小于-9.8d B,口径效率大于14%。第四,在反射阵中基于2比特相位量化技术进行相位调制,使用2比特相位量化单元组成的反射阵进行相位控制实现波束扫描,同时用算法优化获得低雷达散射截面来实现整体的幅度调制。单元采用三层结构,开关所在上层为移相层,用于实现2比特相位量化,下层为电路控制层,用于控制开关的通断状态,中层金属地板为隔离层。将单元组成反射阵,对比分析了不同相位分布方式和波束方向的关系,2比特相位量化技术能够在0～20°的范围内实现二维波束的控制,且波束指向的精度随着阵列的增大而变好。然后使用遗传算法对反射阵的方向性函数进行优化,降低其雷达散射截面,实现扫描范围内85%的幅度调制深度。