【摘 要】
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微波输能技术由于其传输距离远、安全性高、传输功率大等特点,是远距离无线电能传输的主流技术之一。相较于微波输能系统中的抛物面天线和微带阵列天线,平面反射阵天线具有成本低、重量轻、无馈电网络损耗和辐射功能灵活的特点。论文以平面反射阵天线作为微波输能系统的发射天线,针对动、静态受能目标场景以及系统集成化问题提出新的反射单元和阵列设计,开展宽频带和极化转换性能的分析研究,主要工作如下:（1）面向静态目标的
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微波输能技术由于其传输距离远、安全性高、传输功率大等特点,是远距离无线电能传输的主流技术之一。相较于微波输能系统中的抛物面天线和微带阵列天线,平面反射阵天线具有成本低、重量轻、无馈电网络损耗和辐射功能灵活的特点。论文以平面反射阵天线作为微波输能系统的发射天线,针对动、静态受能目标场景以及系统集成化问题提出新的反射单元和阵列设计,开展宽频带和极化转换性能的分析研究,主要工作如下:（1）面向静态目标的宽频带反射阵天线设计与实验。为拓宽线极化平面反射阵天线带宽,设计出中心频率为5.8GHz的宽带反射阵相位控制单元,该单元在获得超过360°相位覆盖范围的同时保证至少97.7%的能量被反射。其次采用该单元设计了尺寸为475mm×475mm的反射阵天线,实验测试结果表明:该天线在C波段具有20.4%（5.01～6.15GHz）的1-d B增益带宽,5.8GHz增益可达27.3d Bi,同时具有高达51%的口径效率,通过传能实验验证该平面反射阵天线可有效提高微波输能系统的传输效率。（2）面向动态目标的圆极化反射阵天线设计与实验。为解决移动目标姿态变化带来的极化失配问题,提出单层结构的极化转换圆极化单元,该单元可以在x与y轴方向实现360°全相位独立调控。其次基于该单元设计了口径为375mm×375mm的圆极化反射阵天线,加工制作圆极化反射阵天线模型。最后实验测试表明:该天线能够实现线极化入射波到双圆极化出射波的转换,其中左/右旋极化波的3d B轴比带宽分别为38%和36.4%,在中心频率为5.8GHz时的口径效率分别为52.5%和47.8%。因此论文设计的圆极化反射阵天线具备抵抗移动目标姿态变化带来的极化失配的能力。（3）反射阵天线系统集成化设计与实验。为进一步实现反射阵天线系统集成化,设计了口径为375mm×375mm的集成化折叠型反射阵天线。在仿真中分别分析馈源为波导、2×2阵列天线和喇叭天线时的反射阵天线辐射性能,结果表明:喇叭馈源天线具有最大增益（25.2d Bi）,有利于微波能量的传输。另外,实测数据中,论文设计的折叠型反射阵天线1-d B增益带宽为15.6%（5.25～6.14GHz）,在中心频率5.8GHz的口径效率为45.7%。
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