【摘 要】
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人工表面等离子体激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）是一种在金属和介质面上传播的表面电磁波,由于它特殊的色散特性和良好的工作特性而被广泛关注和研究,已经应用于众多微波器件上。本文在表面等离激元的天线方向做了研究讨论,具体工作如下:（1）首先,设计了一个等离子体激元结构单元,通过其独特的色散特性将截止频率控制在34GHz附近。然后优化模式转化结构,目的
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人工表面等离子体激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）是一种在金属和介质面上传播的表面电磁波,由于它特殊的色散特性和良好的工作特性而被广泛关注和研究,已经应用于众多微波器件上。本文在表面等离激元的天线方向做了研究讨论,具体工作如下:（1）首先,设计了一个等离子体激元结构单元,通过其独特的色散特性将截止频率控制在34GHz附近。然后优化模式转化结构,目的是将微带线中的准TEM模式的垂直电场转化为存在横向分量的表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）模式。最后,设计了一款工作频带在26-32GHz,尺寸为46×16.1mm的小型化定向辐射天线。（2）在（1）中的天线模型基础上将原模型长度加长,在SSPPs传输线上方加载15个缺口圆形贴片,研究了其贴片的数量、半径以及贴片和传输线之间的距离等参数对该SSPPs扫频天线的影响,经过模型的改进和优化设计出了一个工作频率在26-32GH2的扫频天线,其最高增益达到了 11.3dBi,平均辐射效率达到了93.2%,尺寸为16.1×103.6mm2。（3）设计一种加载新型过渡结构的SSPPs天线。该天线通过加载两个对称的矩形条结构和一个半圆环的结构,实现从微带线的准TEM模式到SSPPs中的TM模式之间的转换,并且在SSPPs传输线中正确激发出了奇数模式。从而设计了一款工作频段为28-37GHz,最高增益达到了 9.83dBi,平均辐射效率达到了 87%,尺寸仅为20× 45mm2的小型化宽带高增益定向辐射天线。本文通过设计SSPPs结构单元、SSPPs传输线和微带天线相结合提出了两款小型化定向辐射天线与一款扫频天线,并验证了设计方法的有效性,三款天线均在5G毫米波高频领域或者LMDS（Local Multipoint Distribution Services）微波宽带业务中有一定的应用价值,同时为SSPPs器件在微波电路中的集成提供了一定的参考。
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