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微带天线由于低剖面、易加工、轻质量以及易集成等优点,在天线领域里获得高度关注与研究。超材料是一种具有亚波长结构的人工复合型材料,可以实现自然材料所不具备的奇异物理特性。开口谐振环作为一种典型的超材料结构单元,它在新型微波器件、天线等多个领域都有广泛的研究与应用。开口谐振环的引入,对微带天线的高增益、小尺寸以及多频带等方面均带来突破性进展。本文在风车型四频微带天线与双频陷波超宽带天线的基础上,针对微带天线频带数/陷波频带数的限制问题,提出了引用开口谐振环结构的方法来改善上述问题。首先,文中设计了一种新型风车型多频微带天线。利用电磁仿真软件CST对天线模型的性能进行数值模拟分析,探究风车型微带天线的工作频段数与螺旋环位置、风车叶片数等因素之间的关系,分别设计了具有双频、三频、四频特性的风车型微带天线。通过搭建相关实验平台,测量天线的各项性能指标,实验结果表明,所设计的四频微带天线可以有效地工作在UMTS(2.1GHz)、WLAN(2.45GHz)、Wimax(3.5GHz)以及X-band卫星下行通信(7.2-7.6GHz)等频段,且具有较高的增益。为了进一步提升工作频带数目,作者引入了开口谐振环结构,并探究了开口谐振环的几何尺寸、位置等因素与新衍生频段的关系,最终设计出一种六频微带天线。新增的两个频段分别为WLAN(5.2GHz)与WLAN(5.8GHz),且新频点可单独调谐。研究发现,增加天线风车叶片数和引入开口谐振环结构,能有效增加天线的工作频段数目,为多频微带天线的设计奠定了技术基础,具有一定的实用价值和意义。其次,设计了一种多频陷波超宽带天线。基于圆形贴片天线,在接地板上刻蚀“工”字型缝隙得到了超宽带天线,在辐射单元表面刻蚀“C”字型的缝隙,实现了超宽带天线的双陷波特性。随后,探究了陷波天线频段数与缝隙长度、缝隙位置等因素的关系。此外,通过引入开口谐振环结构,并探究开口谐振环的几何尺寸、位置等因素与新衍生频段的关系,设计出三频和四频陷波超宽带天线。最后搭建相关实验平台,分别得到应用于Wimax(3.5GHz)、WLAN(5.8GHz)、X-band卫星下行通信(7.2-7.6GHz)频段的三陷波天线以及应用于Wimax(3.5 GHz)、WLAN(5.2GHz)、WLAN(5.8GHz)、X-band卫星下行通信(7.2-7.6GHz)频段的四陷波天线,并且此类天线均具有良好的全向辐射特性。研究发现,将开槽法与加载开口谐振环法相结合,可以有效地增加天线的陷波频段数,对多频陷波天线的设计具有一定的指导意义。