随着无线通信技术的发展,越来越多的液体天线开始被设计并应用到通信设备中。我们将水参与设计的液体天线,称为液体水天线。在本论文中所设计的液体水天线大致可分为两大类,一种是以海水作为辐射体的海水天线,另一种是蒸馏水介质天线。本文分别对海水单极子天线、海水八木天线、海水角形反射器天线以及蒸馏水介质天线进行了研究,并结合金属天线的理论,提出了液体水天线的设计方案,重点研究了它们的增益、可重构性和带宽方面的问题,来加快液体水天线在无线通信系统的应用和发展。由此本文提出了六款液体水天线,具体工作如下:本文第一章介绍了液体水天线的研究背景以及海水天线、水介质谐振器天线、水介质贴片天线和水介质加载天线的发展现状,第二章对天线的基本理论和电参数、水的电导率和介电常数相关理论进行了概述。第三章研究了海水单极子天线的设计方法,提出并设计了两种用于海上通信的海水单极子天线。第一种是加载金属的静态海水单极子天线,本章提出的设计方案可以在不破坏海水天线频率可重构、小型化和隐身等优点的情况下,利用对海水单极子天线加载金属的方法,减少天线的能量损耗,将天线增益提高,较好地解决了因海水的电导率低导致海水天线增益过低的问题。本章还设计了一种动态海水单极子天线,我们提出了将静态海水单极子天线并联短路支节,通过该支节泵入海水,实现动态海水单极子天线的设计方案,电磁仿真表明该天线具有宽带和高增益的特点。为了进一步对海水天线进行研究,第四章又提出并设计了两种海水天线。第一种是海水八木天线,我们提出了采用多个无源振子高度可调的设计方案,可实现引向振子和反射振子切换,使天线具有频率和方向图可重构的特点,而使用多个无源振子可提高天线辐射方向的最大增益。第二种是海水角形反射器天线,我们提出了将角形反射器用多个海水反射振子替代的设计方案,通过调节反射振子数目可以调节天线的波瓣宽度,也可以通过调节有源振子和反射振子的高度,使天线实现频率可重构。本文不仅研究了海水天线,还对蒸馏水介质天线进行了研究,并在第五章提出了两种宽带蒸馏水介质天线。第一种是加载蒸馏水的宽带八木天线,与海水八木天线不同之处在于,本章所设计八木天线的有源振子为折合振子,使天线具有较好的带宽,通过对其引向振子加载蒸馏水,可以比较容易使引向振子变为反射振子,从而使天线具有方向图可重构的优点。本章所设计的第二种是宽带水贴片天线,通过结合金属贴片天线的设计理论,我们提出了采用两个水贴片,引入多个谐振点的设计方案,从而使天线带宽得到显著提升。