本论文主要工作分为低剖面反射阵天线和长焦平面电磁透镜两个方向。平面反射阵天线作为相控阵天线与传统抛物面天线相结合的一种天线形式,已成为天线领域研究的热点。围绕如何扩展反射阵天线带宽和降低天线剖面高度两个方向,本论文展开了相关研究与分析。基于单层双极化单元,设计了一款16×16单元的宽带低剖面折叠反射阵天线。平面电磁透镜具有高增益、低剖面以及无馈源遮挡等优点,得到越来越多的关注和研究。本论文依据实际工程应用场景,设计了一款工作在3.5GHz的长焦平面电磁透镜。本论文主要创新研究内容归纳如下:1.提出了一种工作在11～15GHz的新型单层双极化单元结构。对该单元结构进行了详细的参数仿真对比与电磁特性分析。在工作带宽范围内,单元反射相位在两正交极化方向上能够实现550o以上的调整范围,反射相位频率响应曲线线性度良好。两极化方向上的相位能够各自单独调节,为低剖面折叠反射阵的设计提供了一种新型单元结构。2.根据单层双极化单元结构特点,文中详细分析对比了单元的不同组阵方式,以降低不完整单元结构在有限大阵列中对天线性能的不良影响,讨论了在阵列综合时单元结构在X和Y方向极化相位中心位置的确定。最后设计了一款16×16单元的宽带折叠反射阵天线,焦径比F/D=0.36。在11～15GHz工作频段内,方向图副瓣电平小于-18d B,交叉极化水平小于-25d B,最大增益出现在14.5GHz时为26.1d Bi,最小增益在11GHz为19.9d Bi。天线的3-d B增益带宽为29%,1-d B增益带宽为18%,最高口径效率为47.7%。3.对Axicon模型透镜和双曲面模型透镜做了仿真对比,详细研究了透镜厚度、口径大小对焦区的影响。使用介电常数为2.8的有机玻璃做为基底材料,设计的长焦深电磁平面透镜,其直径为400mm,厚度为30mm。透镜等效介电常数在径向的取值范围在2.15～2.8。仿真结果表明在透镜轴线上场强最大增益大于6d B,在1m处横截面场强增益大于5d B的截面直径大于150mm,在1.5m处横截面场强增益大于3d B的截面直径超过150mm。实验结果表明在透镜后方形成明显的长焦深区域。