高增益的反射面天线被广泛应用于雷达和紧缩测试场系统中。紧缩测试场可以在近距离上提供性能优良的准平面波测试区,模拟远场进行天线辐射特性、雷达散射截面的测试以及多目标的探测。然而,由于传统紧缩场的抛物面天线体积大、重量较重,且其表面的曲面结构加工难度大,因此,研究反射面天线轻型化、集成化等技术是目前的研究热点。本文采用3D打印技术设计制作的新型反射面,以及论文提出的反射阵、超表面极化调控技术等改善了反射面天线的性能。论文在毫米波反射阵面的辐射单元、机械可重构、新型加工技术以及毫米波电磁调控超表面等几个方面,探索并研究了一系列具有宽频带、高增益、轻型化的高性能新型毫米波反射面天线,该天线适用于反射面紧缩场测试系统。论文的主要工作如下:1)轻型化毫米波抛物面天线及紧缩场研究。（1）基于3D打印技术的新型反射面天线的研究。为了解决传统的毫米波抛物面天线加工的问题,采用光敏树脂3D打印制造及金属化技术,设计了一种高精度轻型化的反射面天线。由于光敏树脂材料良好的加工特性,采用0.07mm层厚光固化打印技术实现抛物面天线的高精度加工;对3D打印反射面进行表面金属化,使其具有良好的反射毫米等特性。对于天线进行了电磁仿真优化,并对天线加工精度的反射特性进行了误差分析。测试结果表明,整个Ka波段对毫米波信号具有良好的反射作用。该天线与传统铣削加工的全金属铝材质相比,可以减小超过50%重量,这对于毫米波反射面天线的轻型化和集成具有非常重要的意义。（2）阵列馈源反射面天线的紧缩场静区移动特性研究。为了实现对移动目标测试的要求,研究了阵列馈电反射面天线的紧缩场静区的移动特性。采用控制阵列馈源的相位控制实现毫米波紧缩场的静区扫描功能。结果表明,1×4阵列和2×2阵列馈源相位变化时,改变阵列馈源波束指向,实现了紧缩场静区的移动,满足测试移动目标的需求。2)宽带毫米波反射阵天线的研究（1）基于介质谐振器的超宽带毫米波反射阵的研究。针对一般超材料结构的带宽较窄的问题,提出了一种轻型化的超宽带介质反射阵天线。反射阵单元的顶层为高度固定长和宽均为L的长方体介质谐振器,中间层为匹配支撑介质层,底层的介质板覆铜做反射层。通过调节反射阵顶层的介质块的尺寸,改变介质谐振器单元的等效介电常数,从而控制改变反射相位的变化。单元上的不同相位共同产生不同方向的相长干涉,从而产生主波束。根据介质反射阵单元的相位分布,对应不同单元的反射幅度和相位,得到阵面上各个单元的尺寸来设计反射阵。介质反射阵天的顶层介质结构和中间匹配层采用光敏树脂材料3D技术打印加工,测试结果表明在27.5GHz到38GHz频带内增益达到了25.8d Bi～28.9d Bi,3d B增益带宽为32.1%。在28～35GHz频带内实测口径效率均大于30%;E面和H面3d B波束宽度均为5.4°,在整个Ka波段具有较平稳的主波束。（2）毫米波可重构反射阵天线的研究。机械可重构的超宽带反射阵天线由双层介质板构成,上层板位置不变,下层板为双面结构,可机械翻转,实现双频工作。可复用反射阵单元的顶层采用正方形贴片外加载开口谐振环结构增大高频部分相位补偿范围,中间层采用加载谐振环补偿低频部分的相位平滑度,实现宽带特性。设计的微带反射阵,通过改变单元顶层和底层的正方形贴片的尺寸控制反射相位。上下双层结构时工作在27.5～30.5GHz;机械重构,上层结构不变,下层结构翻转后金属板做地板,工作在30.2GHz～34.5GHz。测试结果表明工作频率从27.5GHz到34.5GHz时,增益达到了27.2d Bi～28.0d Bi,﹣1d B增益带宽为22.6%,口径效率均在24%以上,其中28GHz时口径效率达到了39%,E面和H面3d B波束宽度均达到了5.3°。提出的机械可重构反射阵天线具有低副瓣高增益以及较宽的工作带宽。同时采用该反射阵口径旋转45°减小边缘绕射对主辐射方向图的影响,进而降低副瓣低于﹣20d B。3)应用于反射面紧缩场的超材料可调控器件的研究（1）基于倒置卡塞格伦反射面紧缩场天线的极化器研究。为了降低倒置卡塞格伦反射面紧缩场的交叉极化,研究了副反射面具有90°极化转换功能,可以使紧缩场的交叉极化特性得到改善。我们设计的新型的超宽带极化转换反射超表面,采用菱形中空结构实现90°线极化转化;通过对该结构上的表面电流分布分析,研究了展宽频带并实现高转化率的物理机理。测试结果表明,在14.2-36GHz的频带（相对带宽为86.9%）中,极化转化率PCR（Polarization Conversion Rate）大于90%。（2）基于复合反射面紧缩场的石墨烯极化器的研究。同时为了解决单一的探测系统不能满足近场的多目标探测,提出了太赫兹石墨烯极化器应用在毫米波/太赫兹复合探测系统中。复合反射面紧缩场技术由反射面紧缩场与石墨烯极化器共形集成,应用于毫米波/太赫兹复合探测系统的半实物仿真与测试。我们设计的石墨烯极化器是以二氧化硅晶体材料为基底,由金属网栅、菱形结构以及石墨烯条带构成,具有透射太赫兹且反射毫米波的功能。仿真结果表明,该极化转换器在0.5THz到3THz的频率范围内将线极化方向旋转90°,转化率大于90%,相对带宽高达142.9%,透射转换率可以达到70%以上。