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反射阵天线兼具抛物面天线与相控阵天线的优势,是目前长距离高增益天线的主要研究方向。可实现极化复用或频率复用的多功能反射阵能够进一步减小体积、降低成本,在无线通信领域尤其是卫星天线中具有重要实用价值,但也一直是反射阵的研究难点。将圆极化选择表面(circular polarization selection surface,CPSS)应用于反射阵,可使阵面在进行波束控制的同时具有圆极化分辨功能,是多功能反射阵研究中重要的新兴方向。但是目前CPSS单一的工作方式也限制着基于CPSS的多功能反射阵的发展。针对多功能反射阵的应用需求和CPSS工作方式单一的问题,本文对新型CPSS在多功能反射阵中的应用进行了逐步深入的研究。主要包括基于传统CPSS的双圆极化反射阵设计并波束赋形、CPSS的功能扩展研究和基于双模CPSS的多功能圆极化反射阵研究三个部分。所取得的主要研究成果和创新点如下:(1)针对现有双圆极化反射阵辐射效率低及双圆极化波束赋形难的问题,设计了基于传统CPSS单元的高效率双圆极化反射阵并实现波束赋形。通过CPSS的圆极化分辨功能实现双层阵面对双圆极化波的独立控制;准确相位补偿保证天线辐射效率及波束赋形能力。反射阵在双圆极化波入射时具有?20?的波束指向,效率分别为49.7%和49.3%,相比现有双圆极化反射阵效率提高了24%。基于此反射阵首次实现了双圆极化波的波束赋形。双圆极化波入射时,目标赋形区域增益分别达到14dBi和16d Bi,无内陷点,且赋形区域内交叉极化电平均小于-20dB。(2)针对传统CPSS工作方式单一的问题,对其进行了双频、双模式和双圆极化三方面的功能扩展研究。采用单极天线的多频带实现方式,设计了基于缝隙加载的双频CPSS,其可在X/Ku波段实现圆极化选择;利用金属条的高次谐振模,设计了单谐振器双模式CPSS,其在一种模式中表现为左旋圆极化选择表面(left-handed circular polarization selection surface,LHCPSS),在另一种模式中表现为右旋圆极化选择表面(right-handed circular polarization selection surface,RHCPSS);采用可重构天线工作方式,设计了双极化可重构CPSS,其可通过开关器件加载实现同频段下的LHCPSS与RHCPSS转化。所设计的三种多功能CPSS结构在各自工作频段内目标圆极化波的反射系数与透射系数均大于-1dB,呈现出良好的多功能圆极化选择特性。(3)针对目前多功能反射阵结构复杂与功能集成不足的问题,在多功能CPSS的研究基础上,首次提出了一种可应用于圆极化反射阵的双模CPSS单元,并以此进行了单层双频圆极化反射阵的设计加工与双频双圆极化反射阵的实现方式探索。设计的单层双频圆极化反射阵在11.6GHz和14.6GHz效率分别达到了41.2%和55.5%,并在各自1dB增益带宽内轴比小于1.6d B。双频性能与天线结构均优于现有多层双圆极化反射阵,且具有双频的圆极化分辨特性,可与其它天线组合实现极化复用。基于所研究的双频反射阵与双圆极化反射阵工作原理,首次提出了双频双圆极化反射阵的实现方式并给出可行性分析,对反射阵的多功能研究具有重要借鉴意义。