随着近年来科学技术的发展,人类对于无线通讯系统性能的要求也与日俱增。天线作为无线通讯系统中重要的一部分,其性能的好坏严重影响了整体通讯系统性能的优劣。由于Fabry-Perot谐振腔天线通过利用简单的结构以及较小的尺寸实现了高增益的性能。同时,Fabry-Perot谐振腔天线通常利用单个天线作为馈源,减少了馈电网络带来的能量损耗以及耦合作用导致的影响。因此,高增益Fabry-Perot谐振腔天线引起了许多研究者的关注。本文在对Fabry-Perot谐振腔天线的原理进行分析的基础上,主要针对Fabry-Perot谐振腔天线的波束赋形问题以及如何利用单层部分反射表面实现双频Fabry-Perot谐振腔天线进行了设计与研究。本文的主要成果有:1.设计了一款利用相位梯度超表面的Fabry-Perot谐振腔天线。该天线利用部分反射表面中反射相位均匀变化的反射单元,实现了一款波束偏转Fabry-Perot谐振腔天线。通过对天线反射覆层单元的设计与优化使得单元与单元之间的相位差尽可能均匀,避免了相位相差较大对天线波束造成的不利影响,最终实现了波束偏转角度为52°的Fabry-Perot谐振腔天线。2.设计了一款大角度二维波束偏转的Fabry-Perot谐振腔天线。通过对部分反射表面上二维方向排布单元的形式,最终实现了波束的二维偏转。并对该天线进行了实物加工焊接以及测试。所设计天线具有良好的性能,且实测和仿真结果具有很好地一致性。3.设计了一款利用单层和双层单元相结合的方式设计部分反射表面单元实现大角度波束偏转的Fabry-Perot谐振腔天线。并利用在天线部分反射表面中单元与单元之间加载金属柱的方式减少单元与单元之间的影响,利用该种结构最终实现了70°的波束偏转。4.通过部分反射表面的设计和在地板上加载Mushroom EBG结构相结合的方式,实现了一款单层双频带的Fabry-Perot谐振腔天线。将所设计的Fabry-Perot谐振腔天线进行整体仿真并优化,使得天线工作在5.85GHz和6.6GHz。仿真结果表明该天线可以在两个不同的频段中实现高增益的特性。