中文引用格式： 赵晨含，刘利，韩国瑞，等. 基于多谐振单元的双波束微带反射阵列天线设计[J]. 电子技术应用，2025，51(12)：83-87.
英文引用格式： Zhao Chenhan，Liu Li，Han Guorui，et al. Design of dual-beam microstrip reflectarray antenna based on hybrid resonant elements[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(12)：83-87.
引言
微带反射阵列天线作为一种新型的反射面天线，以其结构轻巧、高增益、空间馈电及优异的波束定向性能，正逐渐成为研究热点。随着现代通信技术的快速发展，通信需求日益复杂多样化，微带反射阵列天线也相应地朝着宽带化、多频带化与波束灵活可控的方向发展。相较于传统的单波束天线，多波束天线因其多方向辐射、波束覆盖范围广泛和更大的系统容量，具有更加广阔的应用前景。
近年来，学者们在多波束反射阵列天线的研究领域取得了诸多进展。例如，文献[1]提出了一种基于阵列分区方法的多波束反射阵列天线方案，通过将阵列划分为四个独立的区域以实现多波束独立反射。然而，这一方案的主要不足在于每个区域仅能利用部分馈源辐射能量，导致整体效率较低。为克服此类问题，研究人员进一步提出了多种优化设计方法。文献[2]提出了一种基于多馈源可重构反射阵列的二维可操纵多波束天线；文献[3]研究了利用单馈源生成并扫描多波束的反射阵列天线；文献[4]则提出了一种基于惠更斯超表面的高增益多波束天线方案。
与此同时，编码超表面技术的兴起为电磁波的精准调控提供了新途径。编码超表面通过特定的单元编码排列，可以灵活地控制电磁波的传播方向、相位和幅度。例如，文献[5]提出了一种基于编码超表面的多波束切换天线，通过控制二极管状态实现波束切换；文献[6]设计了一款可对双频段相位进行独立调控的小型化双频段微带天线，实现了高增益多波束性能；文献[7]则将编码超表面技术与相位梯度设计相结合，实现了多波束的灵活定向辐射；文献[8]更是通过耦合谐振器设计出动态编码超表面，成功实现电磁波幅相的同步控制。借助编码超表面设计反射阵列天线，不仅具备了坚实的理论基础，还显著提升了天线性能，并拓展了其功能与应用范围，为无线通信和雷达系统的发展开辟了新的可能性。
本文提出一种基于多谐振结构的多波束微带反射阵列天线，通过对传统阿基米德螺旋线进行改进，实现了工作频段内更加稳定的相位响应。同时，选用Vivaldi天线作为馈源，以进一步拓宽天线的工作带宽。此外，利用编码超表面的设计原理构建了反射阵列，并加工制作了天线样品。实测结果表明，设计的天线-10 dB阻抗带宽达到7.5%（9.56~10.31 GHz），在工作频率处能够实现良好的双波束辐射特性，双波束俯仰角为13.5°，3-dB波束宽度为9.7°，且峰值增益达到了13.0 dBi。
本文详细内容请下载：
https://www.chinaaet.com/resource/share/2000006881
作者信息：
赵晨含，刘利，韩国瑞，刘宇峰
（山西大学 物理电子工程学院，山西 太原 030006）
