基于電磁超介質(zhì)的高性能天線設(shè)計與研究.pdf

1、電磁超介質(zhì)作為一類新型的人工電磁材料，由于其奇異的電磁特性，在電磁學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域掀起了一股新的研究熱潮。電磁超介質(zhì)的理論研究已取得很大的進(jìn)展，其在衛(wèi)星通信、雷達(dá)、微電子、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，更是推動了其自身的迅猛發(fā)展。由于人們可以實現(xiàn)任意數(shù)值本構(gòu)參數(shù)的電磁超介質(zhì)，這使得探索其在無線通信各類天線中的應(yīng)用研究變得非常廣泛。因此，探索電磁超介質(zhì)新型天線的新特性，研究其基本理論及性能，在推進(jìn)電磁超介質(zhì)新型天線的工程應(yīng)用方面具有重要的意義。本

2、文圍繞電磁超介質(zhì)在天線中的仿真、實驗及應(yīng)用，主要開展了以下幾方面的研究:
　　首先，諧振型超介質(zhì)和傳輸線型超介質(zhì)的理論研究。分析了等效介質(zhì)理論，以及這兩種超介質(zhì)分別實現(xiàn)等效負(fù)介電常數(shù)和等效負(fù)磁導(dǎo)率的物理機(jī)制;并對復(fù)合左/右手傳輸線的等效LC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，同時給出了傳輸線參數(shù)、等效LC網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、等效本構(gòu)參數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。其次，加載諧振型負(fù)介電常數(shù)超介質(zhì)的高增益蝶形天線設(shè)計與分析。設(shè)計了基于電場耦合的平面結(jié)構(gòu)諧振型負(fù)介電常數(shù)超介

3、質(zhì)，S參數(shù)測試及本構(gòu)參數(shù)反演驗證了其等效負(fù)介電常數(shù)特性，該電場耦合超介質(zhì)由于不需要單元之間的電耦合而可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬線諧振器。將其作為具有頻率選擇特性的反射板，加載于傳統(tǒng)的雙向輻射寬帶蝶形天線背面，仿真、實驗驗證了新型天線的頻率選擇特性以及高增益特性。最后，蘑菇型復(fù)合左/右手傳輸線漏波天線設(shè)計與分析。針對諧振型超介質(zhì)諧振頻帶窄、損耗大、諧振型超介質(zhì)加載天線的尺寸較大等缺點，構(gòu)建了2×2蘑菇型復(fù)合左/右手傳輸線漏波天線，模型仿真得到其寬