【摘 要】
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人工表面等离子激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）是一种通过在金属表面刻槽等方式构造周期性结构而产生的慢波模式的表面波,电磁波沿着金属与介质表面传播,在垂直于金属表面方向上呈指数衰减。因其具有色散可调、强束缚、低损耗以及易共形等特性,在微波器件以及天线的设计中有着广泛的应用前景。本文通过对人工表面等离子激元特性的分析,结合漏波天线与端射天线的相关理论
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人工表面等离子激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）是一种通过在金属表面刻槽等方式构造周期性结构而产生的慢波模式的表面波,电磁波沿着金属与介质表面传播,在垂直于金属表面方向上呈指数衰减。因其具有色散可调、强束缚、低损耗以及易共形等特性,在微波器件以及天线的设计中有着广泛的应用前景。本文通过对人工表面等离子激元特性的分析,结合漏波天线与端射天线的相关理论进行了研究与设计,主要的研究内容如下:（1）提出了一种基于SSPPs圆极化漏波天线。沿传输线两侧周期性地加载开口环贴片,利用SSPPS的慢波特性,实现了天线的宽角度频率扫描。通过加载贴片时上下偏移四分之一波导波长产生90°相移,实现圆极化辐射。调节开口环开口的大小和角度,可以调整环上的表面电流,实现圆极化带宽可调。最终设计的圆极化漏波天线实现了64°的波束扫描以及整个工作频带的圆极化。（2）提出了一种新型椭圆单元结构SSPPs宽带圆极化漏波天线。分析了几种不同形状的SSPPs单元结构,研究其色散曲线以及不同单元结构组成的传输线,表明椭圆单元结构的色散曲线截止频率更高,传输线性能更好。利用椭圆单元SSPPs传输线特性,展宽漏波天线的工作带宽,提高天线性能。最终设计出一款基于椭圆单元结构SSPPs宽带圆极化漏波天线,天线的圆极化带宽达56%。（3）提出了一种基于SSPPs的高增益小型化端射天线。利用SSPPs奇偶模传输特性,设计了一款对称结构SSPPs的偶模天线,在偶模对称结构基础上通过奇对称改造,实现天线端向辐射。在端射天线末端加载渐变梯形结构,不仅保证了天线的高增益,还提高了工作频带内天线方向图的稳定性。最终设计的端射天线尺寸为1.90×0,天线的平均增益达10.3d Bi。本论文有图62幅,表6个,参考文献93篇。
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