人工电磁超表面是二维平面型超材料,是一种由亚波长单元组成且具有控制电磁波功能的二维表面结构。由于其具有剖面低、体积小、成本低等优势,在目前很多领域受到极大关注,尤其是将超表面技术应用在反射阵列天线领域。在当前移动通信系统环境下,要求天线具有更好的带宽特性。同时,为了保护天线和提高天线的电磁兼容性能,为天线加载具有滤波特性的天线罩是一种有效的方法。本文概述了微带平面反射阵列天线的基础理论研究,围绕反射阵列天线的带宽特性以及为加载频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)天线罩进行创新设计,具体工作内容如下:1.根据拓展反射阵列天线带宽的方法,提出了一款宽频带的新型反射阵列单元结构。该结构利用菲尼克斯单元,采用对称边界的波导模拟法进行建模仿真,仿真结果显示新单元结构的反射相移曲线具有良好的线性度和360°的相移范围,降低了相位误差以保证天线带宽的提高。单元通过组阵成反射平面后对天线在28 GHz进行模拟仿真,结果显示-1 dB增益带宽可以达到30.7%。2.由于高频段天线的尺寸减小导致工作空间受限,需要利用小型化设计单元结构使其在有限的空间内拥有更多的单元。基于目前实现FSS单元小型化的方法,提出一款新型的加载小型化FSS的天线罩。该天线罩在介质基板的两侧交错覆盖金属条带,并利用介质层中的金属通孔相连。进一步优化2.5维单元结构以及针织型走线技术,保证单元的角度和极化稳定的同时,大幅地缩小了单元的电尺寸。此外,利用了等效电路模型对该天线罩的工作原理进行深入研究。最后,通过实物测试,验证了设计的有效性。