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法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)谐振天线以其结构简单、尺寸小、成本低廉、易于加工,特别是可以实现很高方向性等优点,在无线通信中应用越来越广泛。电磁新材料(Metamaterial)的研究及其在天线上的应用受到人们越来越多的关注,尤其是各种netamaterial作为天线覆层提高天线增益更具有非常广泛的研究前景。论文对现有F-P天线理论开展进一步的完善研究,并基于此理论对加载各种metamaterial的高方向性覆层天线的机理进行统一,同时设计了几种分别具有低剖面、双频带和宽频带特性的高方向性F-P谐振天线,并对F-P谐振天线阵列进行研究。本论文的主要研究工作和成果包括以下几个方面：(1)在现有F-P谐振天线理论基础上对该理论进行了更加深入细致的分析。基于该理论分别对电磁带隙结构(Electromagnetic Band-Gap, EBG)、频率选择表面(Frequency Selective Surfaces, FSS)(?)口左手材料(Left-Handed Metamaterials, LHM)三种不同电磁新材料作为覆层的天线进行研究,得到它们分别作为覆层提高天线增益的统一机理,并且验证了本论文所提理论的正确性。(2)基于F-P谐振腔理论,采用一种新型Fishnet覆层设计了两种具有低剖面高增益特性的F-P谐振天线。同时采用该Fishnet覆层和蘑菇型EBG地板,设计了一种新型低剖面低后向辐射高增益的F-P谐振天线。相比覆层距原始天线的λ/2间距的传统F-P谐振腔天线,这三种新型天线该间距都小于λ/10,其中一个可实现“零距离”。此外对加工的天线实物进行测试,测试结果与仿真结果吻合良好。(3)设计了两种具有双频特性的双层十字型和双层Fishnet型结构作为天线覆层,将两种覆层分别加载在微带天线上方,可以使F-P谐振天线在两个不同频点实现高方向性。进一步对双层Fishnet型覆层结构的改进,使其在很宽频带内实现高方向性,进而实现了一种宽频带F-P谐振天线。(4)基于F-P谐振腔理论对加载覆层的高增益阵列天线进行了研究。首先设计了一种常规高度(λ/2)的F-P谐振阵列天线。然后基于Fishnet覆层设计了一种具有低剖面特性(λ/14)的F-P阵列天线,经过仿真对比,验证了其低剖面高方向性且结构简单的特性。最后研究了阵列天线加载覆层对波束扫描角度及方向性的影响。