【摘 要】
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随着现代无线通信的高速发展,人类对天线的要求也与日俱增。Fabry-Perot（F-P）谐振腔天线因具有结构简单、高增益等优点,而受到了人们的广泛关注。作为通信和雷达系统的特殊散射体,隐身平台上的天线大大提高了整个系统的RCS。在实现天线低RCS的同时,如何保持甚至进一步提高天线的带宽、口径效率等性能将具有十分重大的意义。本文设计了一种同时实现宽带、高口径效率和低RCS的Fabry-Perot谐振
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随着现代无线通信的高速发展,人类对天线的要求也与日俱增。Fabry-Perot（F-P）谐振腔天线因具有结构简单、高增益等优点,而受到了人们的广泛关注。作为通信和雷达系统的特殊散射体,隐身平台上的天线大大提高了整个系统的RCS。在实现天线低RCS的同时,如何保持甚至进一步提高天线的带宽、口径效率等性能将具有十分重大的意义。本文设计了一种同时实现宽带、高口径效率和低RCS的Fabry-Perot谐振腔天线。另外,反射阵列天线作为一种新型的阵列天线,具有较高的增益和制造的灵活性,广泛应用于卫星通信和雷达探测等领域。由于基于极化旋转表面的反射阵列天线结构简单,可应用于可重构反射阵列天线设计,因而具有极大的研究价值。本文基于极化旋转表面设计了一种宽带反射阵列天线。此外,轨道角动量技术能极大的提高通信容量,有望解决频谱资源稀缺的问题。同时,OAM涡旋波的发散角与传输距离密切相关,低发散角OAM天线在远距离传输中具有广泛的应用前景。本文基于轨道角动量技术设计了两种Fabry-perot谐振腔天线。本论文的主要研究如下:（1）设计了一种基于非均匀覆层的宽带高口径效率和低RCS的Fabry-Perot谐振腔天线。其中,覆层由四种同心方形分布的FSS单元组成。由于四种FSS单元的上表面反射相位差在工作频带内依次保持在90°附近,天线实现了宽带RCS缩减。同时,由于覆层下表面即部分反射表面具有反射相位随频率正斜率变化和反射幅度从覆层中心到边缘减小的特性,天线分别实现了宽3-d B增益带宽和高口径效率。实测结果表明,所设计的天线具有较宽的3-d B增益带宽、高口径效率以及较低的RCS等好的性能。（2）设计了一种基于极化旋转表面的宽带反射阵列天线。基于极化旋转表面单元提出了一种2比特移相器,该移相器在宽频带内实现了0°、90°、180°和270°的相移。基于该极化旋转单元设计了反射阵列天线。实测结果表明,该天线在13.2 GHz实现了25.6 d Bi的最大增益和35%的口径效率,并实现了30.4%的1-d B增益带宽和41.4%的3-d B增益带宽。（3）设计了两种实现OAM涡旋波束低发散角的Fabry-Perot谐振腔天线。通过设计馈电网络,缝隙阵列天线和贴片阵列天线都能产生模式为-1的OAM涡旋波束,同时通过加载Fabry-Perot谐振腔,两种天线都实现了发散角的减小和增益的提升。
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