【摘 要】
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人工表面等离激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）对电磁波具有很强的束缚性,SSPPs传输线是一种单导体的慢波传输线。利用SSPPs的色散效应,我们可以设计出各类微波器件,如滤波器、天线等。漏波天线,作为行波天线的一个典型代表,以其独特的频率波束扫描特性而受到广泛的关注。漏波天线最早是通过在金属波导上开缝来实现的,有体积大、成本高等缺点。随着各类平面传
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人工表面等离激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）对电磁波具有很强的束缚性,SSPPs传输线是一种单导体的慢波传输线。利用SSPPs的色散效应,我们可以设计出各类微波器件,如滤波器、天线等。漏波天线,作为行波天线的一个典型代表,以其独特的频率波束扫描特性而受到广泛的关注。漏波天线最早是通过在金属波导上开缝来实现的,有体积大、成本高等缺点。随着各类平面传输线的涌现,漏波天线的研究得到了新的推动力。本文将SSPPs传输线与漏波天线理论结合,研究并设计了多个漏波天线。本文的主要工作如下:（1）设计了一个基于SSPPs的宽带圆极化漏波天线。该天线采用单层导体结构,由共面波导进行馈电。根据顺序旋转馈电理论,辐射贴片选择4个矩形贴片通过旋转组合成的四元阵列。八组这样的辐射贴片被周期性地加载在SPPs传输线的两侧以获得额外的动量,将SPPs表面波调制成圆极化的空间辐射。天线的工作频段为5.4-9GHz,在该频段,天线能够完成从后向辐射到前向辐射的连续频率波束扫描,扫描角约为87度。天线的轴比在6.5-8.7GHz之间低于3d B,轴比相对带宽约为30%,圆极化扫描角度约67度。天线的平均增益约为9.5d Bi,辐射效率超过90%。（2）设计了一个基于SSPPs的窄带圆极化漏波天线。利用开口谐振环对电流的切断效应,形成微扰。通过在一个辐射单元内放置两个大小相同,相距四分之一波长并相互垂直的开口谐振环作为辐射贴片来形成圆极化。漏波天线使用了六组这样的辐射单元,可以在3-6GHz内随频率升高实现后向到前向的连续波束扫描,并在4.8GHz边射位置维持平均增益。此天线可以在5.1-5.6GHz的频率范围内实现一个窄带的圆极化。天线的平均增益在10d Bi左右,辐射效率较高,约为95%。（3）设计了一个基于SSPPs的全空间扫描的漏波天线。首先对SPPs单元及传输线进行了设计,并通过单极子阵列分析出了实现全空间扫描的方式,SPPs传输线与半圆形状的立体加载辐射贴片设计出了可以等效为单极子的辐射单元,整个漏波天线就是由十二个这样的辐射单元组成的单极子阵列。此漏波天线可以在9.8-13.3GHz的频带范围内实现一个近乎全空间的连续波束扫描,天线的平均增益在9d Bi左右。并且我们还设计了一组平面的漏波天线作为对比来体现出本天线的大扫描角的优势。上述设计的天线都经过了理论分析与仿真,（1）和（3）中的天线进行了实测,验证了设计的可行性。
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