超材料在微帶漏波天線波束掃描方面的應用.pdf

1、超材料是一種在一定范圍內具有超常電磁性質的人工混合材料。微帶漏波天線的一大特點是其主波束的頻率掃描特性。以混合左右手傳輸線（CRLH-TL）為基本單元可以構造出超材料，將這種超材料應用到微帶漏波天線的設計中，可以使天線的波束掃描性能得到一定程度上的提升。
　　近年來，將超材料應用到微帶漏波天線的設計中來提升天線的性能，是一個極具現(xiàn)實價值的課題，在社會上也受到了廣泛的關注。本文的工作主要是應用超材料來提升微帶漏波天線波束掃描方面的性

2、能。具體的方法是先在理論上對研究思路進行可行性分析，然后設計基于CRLH-TL的微帶漏波天線，最后通過電磁仿真軟件對天線模型進行仿真并對仿真結果進行分析。
　　論文主要內容如下：
　　1.介紹論文主題的背景知識，包括文章選題背景和社會意義、超材料和微帶漏波天線在國內外的研究狀況、高頻結構仿真器（HFSS）軟件。
　　2.介紹超材料理論。首先根據(jù)Maxwell方程組推導出了超材料的電磁傳播特性；然后介紹超材料的兩種實現(xiàn)方

3、法：金屬諧振構造法和傳輸線構造法；最后介紹基于 CRLH-TL的傳輸線構造法，并闡述了 CRLH-TL的兩種實現(xiàn)方式——交指電容、短路線電感方式和金屬-絕緣體-金屬（MIM）電容、短路線電感方式。
　　3.介紹微帶漏波天線理論。首先推導微帶漏波天線的輻射原理并闡述天線主波束頻率掃描特性的機理；然后結合 CRLH-TL理論，分析應用超材料來提升微帶漏波天線波束掃描特性的理論可行性；最后使用 HFSS軟件，對兩種基于CRLH-TL的微

4、帶漏波天線單元的工作狀態(tài)進行了仿真研究。
　　4.超材料微帶漏波天線的設計與仿真。首先設計交指電容、短路線電感形式的超材料微帶漏波天線，隨后改進天線單元設計更小尺寸的超材料微帶漏波天線；然后設計 MIM電容、短路線電感形式的單邊輻射微帶漏波天線，并在此基礎上設計可以實現(xiàn)主波束全空間掃描特性的雙邊輻射微帶漏波天線；最后依據(jù)微帶漏波天線的輻射原理，在理論上設計出可以通過控制電壓來給天線加載不同電容，從而實現(xiàn)主波束在固定頻率下掃描的超材