基于電磁超材料的微波天線的研究.pdf

1、為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)通信系統(tǒng)日新月異的發(fā)展，天線的設(shè)計(jì)要同時(shí)兼顧多種性能指標(biāo)，如小型化、高增益、多頻段、共口徑、寬頻帶、寬波瓣、高隔離度等，現(xiàn)有的天線設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代通訊發(fā)展的要求。超材料的提出為天線設(shè)計(jì)打開(kāi)了一扇嶄新的大門，很多傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)無(wú)法解決的難題，通過(guò)超材料可以很好的得到解決，因此近十年來(lái)得到了蓬勃發(fā)展，許多具有新穎結(jié)構(gòu)和獨(dú)特特點(diǎn)的天線應(yīng)運(yùn)而生。
　　本文主要工作是研究超材料在天線當(dāng)中的應(yīng)用，分三部分內(nèi)容展開(kāi)，分別為超材

2、料小型化天線設(shè)計(jì)和多頻多極化天線設(shè)計(jì)、超材料漏波天線設(shè)計(jì)和寬帶超材料加載圓極化天線設(shè)計(jì)。
　　首先，介紹了超材料的發(fā)展背景和國(guó)內(nèi)外超材料天線研究的進(jìn)展，接著介紹了超材料的原理，重點(diǎn)講解了一維超材料復(fù)合左右手傳輸線的原理，另外還介紹了超材料等效電路模型參數(shù)的提取方法。
　　其次，基于復(fù)合左右手傳輸線設(shè)計(jì)了兩種小型化零階諧振天線，減小了天線的尺寸。然后再在這基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩款雙頻天線，其中一款為雙頻同極化天線，另一款為雙頻雙極化天

3、線，其頻率可通過(guò)調(diào)節(jié)天線關(guān)鍵尺寸很方便的調(diào)節(jié)。
　　然后，基于復(fù)合左右手傳輸線獨(dú)特的色散特性，結(jié)合等效電路模型分析，分別設(shè)計(jì)了一款可單邊掃描和一款可雙邊掃描的漏波天線，這兩款天線都可以實(shí)現(xiàn)隨頻率的變化波瓣從后向向前向連續(xù)掃描的特性，這是傳統(tǒng)漏波天線所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
　　最后，將超材料運(yùn)用到移相器的設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)了一款寬帶90°移相器，并且基于此設(shè)計(jì)了一款寬帶圓極化天線，該天線在很寬的頻帶內(nèi)都具有良好的圓極化特性，并且輻射方向圖