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左手材料是一种“双负”电磁材料,它的电场矢量、磁场矢量和波矢量符合左手螺旋定则。采用传输线形式实现的左手材料:复合左右手传输线(Composite Right/Left-Handed Transmission Line,CRLH-TL),相对于传统金属导线阵列和开口谐振环结构,克服了高插入损耗、低带宽、不利于匹配等缺点。CRLH-TL在某些特定频段独有的电磁波传播特性,应用到天线设计方面具有不可比拟的优势。本文主要研究:将CRLH-TL单元运用到微带漏波天线及谐振小天线设计中,力图实现天线主波束半空间连续扫描和物理尺寸小型化的目标。本论文主要工作内容如下:1.通过传输线理论获取CRLH-TL单元的等效电路模型,理论分析运用CRLH-TL单元设计微带天线的可行性,推导了CRLH-TL的电报方程,行进的电流与电压表达式,等效本构关系等。2.分别设计了基于叉指电容型和基于MIM(Metal-Insulator-Metal)电容型的CRLH-TL单元,根据色散曲线调节CRLH-TL单元直至平衡状态,以实现电磁波从左手区到右手区的无缝过渡。应用两种类型的CRLH-TL单元分别设计多单元的微带漏波天线,通过Ansoft HFSS仿真得到:12单元基于叉指电容型的CRLH-TL微带漏波天线的辐射频段为:3.8GHz~5.7GHz,20单元基于MIM电容型的CRLH-TL微带漏波天线具有3.7GHz~5.9GHz的辐射频段。此外,基于两种CRLH-TL类型的微带漏波天线均实现了宽边辐射。3.在传输线单元中加载并联电感,可构造出介电常数为负的CRLH-TL单元。根据电磁波色散关系,得到单元谐振频率和天线尺寸无关的特性,进而设计出可双频工作的基于CRLH-TL谐振小天线。通过优化馈电点的位置,获得1.66GHz的最低工作频率,物理尺寸仅为同频率右手微带天线的26%,具有小物理尺寸、低成本等特性。Ansoft HFSS仿真表明:天线低频工作模式近似为微带天线定向辐射,高频工作模式类似半空间全向辐射。