随着无线通讯系统的迅速发展,对于通信器件和设备也提出了越来越高的要求。天线作为发射和接收电磁波的设备,在通信系统中扮演着举足轻重的角色。圆极化天线由于其良好的性能,例如对极化匹配要求低、通信容量大以及较强的抗干扰能力,受到了越来越多的关注。与此同时,人工表面等离激元作为一种新型的高性能传输线,由于其束缚性强、损耗低、易调控等优点,被广泛应用到天线、微波器件的设计过程中,极大的丰富了通信设备的种类。基于人工表面等离激元的圆极化天线主要属于漏波圆极化天线,因此为了拓展人工表面等离激元在圆极化方面的应用,本文将研究新型的基于人工表面等离激元的圆极化天线。论文的创新研究成果可以归纳为以下几点:1.研究了一种低剖面宽带圆极化偶极子阵列天线的设计方法。首先设计了一种基于平行双线传输线的旋转馈电网络,并选择偶极子作为阵元。为了展宽该天线的阻抗带宽和轴比带宽,对天线的结构进行了优化。具体做法是使用宽度阶梯变化的偶极子作为辐射体,并加载寄生的金属环和金属条结构。同时为了提高天线的实用性,降低天线的剖面,在天线和反射地板之间引入了一种8×8的方形AMC板。最终设计的圆极化偶极子阵列天线能在36.4%的带宽范围内实现轴比小于3 d B,天线的增益约为9.5 d Bic,且天线的剖面高度仅为中心频率的八分之一波长。2.在圆极化偶极子阵列天线研究的基础之上,结合人工表面等离激元特有的可调慢波特性设计了一款无需额外延时结构的圆极化偶极子阵列天线。该圆极化天线主要包括一个基于人工表面等离激元慢波特性的馈电网络和四个相互耦合的偶极子。馈电网络能将自输入端口输入的能量一分为四,并保证这四个端口之中,呈镜像对称的两个端口输出功率相等,相位相同,另外两个呈镜像对称的端口输出功率相等,相位相同。同时,这两组端口之间相位相差为90°。四个相互耦合的偶极子作为小型化的辐射体与馈电网络相连。最后设计的基于人工表面等离激元的圆极化天线能在不引入额外的延时线的情况下实现圆极化辐射,简化了圆极化偶极子阵列天线的设计。3.基于单层人工表面等离激元传输线的可调慢波特性,研究了共口径差分双圆极化天线的设计方法。设计的双圆极化天线以一种二元阵形式的偶极子阵列为主体结构,利用具有慢波特性的人工表面等离激元和共面带线设计了无需延时线的90°馈电线。在此基础上,利用差分馈电巴伦的正交性,完成了双圆极化工作状态的设计。为了分析该天线两端口之间的耦合机理,建立了一个基于反射电流和入射电流的等效模型。通过对该等效模型的分析,提出了一种展宽15 d B隔离度带宽的方法。样机的测试实验表明,该天线能在38.4%的带宽内实现隔离度大于15 d B,在50%的带宽内轴比小于3 d B,显现出良好的双圆极化特性。