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为使超材料结构在大功率微波下更稳定地工作，本文介绍的超材料结构由双层打孔金属板构成，不同于常见的由介质基板构成的超材料结构。通过采用散射参数反演方法计算发现，超材料结构具有零折射率系数的特性，并对电场场强分布产生一定的影响。为了解该超材料对天线性能的影响，在实验过程中，采用松下2M244．M1型磁控管作为微波源来产生大功率微波，测试结果显示，半功率宽度由28°减小为15°，增益提高了1．7dB。