随着精确制导、无线通信等技术的迅速发展,传统的抛物面天线和平面阵列天线难以同时满足紧凑化、低剖面、轻量化以及口径复用等技术要求。平面反射阵列天线是近年来国际上兴起的一种结合反射面天线与平面阵列天线优点的新型天线,能否利用该项技术实现满足上述要求的结构紧凑、轻量化的双频双反射面天线是本文关注的重点问题。本文在系统地总结了前人研究成果的基础上,提出并设计一种具有广泛应用前景的新型双频反射阵列单元,并首次将其应用于卡塞格伦体制的双反射面天线设计中。本文研究内容可以概括为以下几个方面:1.对双频反射阵列单元展开研究。针对Ku与Ka频段之间频比较大的特点,本文首次采用层叠型双“十”字贴片和层叠型圆环、圆贴片以1:4的数量关系组成的一种新型单元结构作为双频平面反射阵列单元,其优点在于两个频段均实现了360的移相动态范围,并且具有加工误差敏感度小、无极化要求等特点。2.对高、低频单元之间互耦作用展开研究。高、低频单元之间的相互影响作用会导致双频单元对入射波的相位补偿产生误差,进而影响双频天线的整体辐射性能。本文在分析了传统耦合抑制方法的基础上创新性地提出一种单元耦合抑制结构,并在Ku/Ka双频单元设计中获得良好的耦合抑制效果:双频反射阵列单元在Ku频段的最大移相误差小于15,在Ka频段的移相误差保持在10以内。3.对基于平面反射阵列结构的紧凑化双反射面天线展开研究。针对传统双反射面天线纵向体积大、曲面加工困难的问题,本文尝试将平面反射阵列应用于卡塞格伦体制的双反射面天线(以下简称卡式天线)设计中,给出了Ku/Ka波段双平面反射阵列天线的优化设计方案,其纵向体积只有传统结构的67.85%。4.对Ku/Ka频段双平面反射阵列天线展开了实验研究。在上述基础上,对所设计的Ku/Ka频段双平面反射阵列天线进行了加工并完成测试工作,测试远场方向图与同口径的塞格伦天线仿真方向图对比结果表明:本文设计的Ku/Ka双平面反射阵列天线能够实现卡塞格伦天线的功能,且辐射性能良好,为研制紧凑化、轻量化天线解决方案的提出奠定了理论基础。