无线能量传输摆脱了线缆的约束,让电能的传输更加灵活便利,其中的微波无线能量传输更是因为可以实现大功率、远距离的电能传输,发展潜力巨大,有着广阔的应用前景。当前微波无线能量传输发射天线常用的有两种,即反射面天线和有源相控阵天线,但两者在口径较大的情况下均存在各自的缺点,为弥补各自的不足,本文提出采用反射面阵列天线作为发射天线。对于微波无线能量传输系统而言,发射天线的设计至关重要,其好坏对整个系统的传输效率以及复杂度都有着重要影响。本文围绕高波束收集效率和平顶波束,对作为发射天线的反射面阵列天线展开了研究与设计,主要工作内容如下:1.面向能量传输的反射面阵列天线电磁分析。首先在反射面天线与阵列天线知识基础上推导出了反射面阵列天线远区辐射电场计算公式,且考虑了反射面阵元天线有空间指向偏移的情况。然后基于该电场计算公式,得到了不同馈源增益、焦径比、阵元口径、阵元间距和空间指向下二元反射面阵列天线的增益方向图。数值实验结果表明,为保证反射面阵列天线具有高波束收集效率,有三点极为重要:(1)反射面阵列天线口径面上的场分布应是最优场分布;(2)阵元间距应使相邻反射面阵元尽可能靠近;(3)反射面阵元不能有空间指向偏移。2.面向波束收集效率最大化的反射面阵列天线设计。首先讨论了微波无线能量传输中收发天线口径关系。然后在阵列天线理论和反射面阵列天线电磁分析内容的基础上,确定了三个与反射面阵列天线相关的设计要素:阵元排列方式、阵元激励幅度分布以及阵元口径面上的场分布。接着给出了包含三者的波束收集效率计算公式,并在公式的基础上分析了三个设计要素与反射面阵列天线波束收集效率间的影响关系。最后从影响关系中明确了具有高波束收集效率的反射面阵列天线设计方法。3.基于相位加权的反射面阵列天线平顶波束设计。首先对相位加权进行了介绍。然后对相位加权的机理与影响进行了研究,分析了天线部分电磁特性在相位加权前后的变化。最后建立了旨在实现平顶波束的圆环0-?相位加权优化模型,数值实验验证了优化模型的正确性以及平顶波束设计方法的有效性。