摘要：针对在自由空间中测试超介质吸波材料的高复杂性及高成本特点,实验研究了4种由电谐振单元构成的超介质吸波材料在X波段(8—12GHz)矩形波导里的吸波性能.实验结果表明,此4种吸波材料在终端短路的矩形波导里显示出与其在自由空间中相似的吸波性能及吸波机理.据此,进一步研究了基于超介质吸波材料的矩形波导匹配终端应用.分析结果显示,此种新型匹配终端具有结构紧凑、工作频段可简单控制、成本低等优点.通过展宽超介质吸波材料的吸波频段可设计出宽频带的矩形波导匹配终端.

摘要：为使喇叭天线内部传导的球面波向平面波发生转变,提出一种高增益喇叭天线的超介质构建方法(MSM).MSM方法先采用有限嵌入式坐标变换将喇叭天线内空气介质的电磁参数进行变换,得到一组在原空气介质所占空间内连续变化的电磁参数,再将连续的电磁参数在空间离散化,并设计对应的电谐振和磁谐振单元,最后排布谐振单元实现超介质的构建.在喇叭天线中应用该超介质,改善了口面场的幅相分布,提高了喇叭天线主瓣的方向系数.与零折射率超介质构建方法相比,MSM方法消除了电磁波在介质分界面上的反射,提高了喇叭天线的辐射效率.采用基于有限元算法的COMSOL软件对电磁波在喇叭天线内的传导特性及增益方向图进行三维数值模拟,并与常规喇叭天线进行对比,结果表明:喇叭天线过渡段内波面形式发生了转变,主瓣增益提高了9dB,主H面和主E面的半功率角分别减小了2.1°和1.0°.

摘要：以研究超介质覆层对天线为目的，基于超介质理论中细导线阵列尺寸与等离子体S-作频率关系的数学模型，将一个理想偶极子嵌入到周期性细导线圆阵列构成的超介质覆层中，设计了一种超介质覆层加载的高增益全向天线。该天线辐射特性的仿真结果表明，在1．57～1．65GHz频段范围内，理想偶极子的增益从2．4dBi提高到7．7dBi，并呈现出高收敛性及全向性。所采用的数学模型计算出的理论结果与该天线的仿真结果基本吻合，验证了将该数学模型应用于天线设计的正确性，利于缩短天线开发周期，并对分析细导线阵列的负介电常数、负折射率的产生机理具有一定指导意义，对设计性能更完善的超介质覆层加载的天线提供了理论依据。

摘要：利用方形开口谐振环、微带线和缺陷地结构建构了一种结构较为简单、便于调节的腔体型结构超介质。仿真结果表明,设计的超介质在1.0~3.6 GHz、3.8~7.1 GHz和7.2~8.0 GHz三个频段内均具有等效介电常数和等效磁导率小于零的左手材料特性。将超介质单元周期性地镶嵌在一种普通多频微带天线的介质基板内,实现了基于复合超介质基板天线。测试结果表明,在工作频率为1.61,3.44和3.9 GHz的微带天线中加载这种超介质结构覆层后,其谐振频率分别降低了60,70和40 MHz,同时将4.53~4.80 GHz和4.97~6.00 GHz两个工作频段扩展为4.6~6.0 GHz的超宽带。所设计的天线整体性能良好,且满足了WLAN在5 GHz通信频段的要求。

摘要：利用开槽曲流技术构建了一种工作频段位于S、C波段内的多频微带贴片天线，根据传统立体左手材料的变型结构设计了一种新型平面微带结构的超介质。在微带贴片天线的介质基板内加载超介质覆层后，天线工作频率降低，频带展宽以及辐射性能得到改善。HFSS和Matlab仿真实验结果表明，新型平面微带结构的超介质在2．7～4．9GHz和5．0～5．5GHz两个频段内具有等效介电常数和等效磁导率均小于0的左手特性，工作频率在2．66，3．67，4．66和5．49GHz的微带贴片天线加载超介质覆层后，其谐振频率分别降低了140，140，210和270MHz，同时4．60～4．78GHz的工作频带展宽了160MHz。该超介质微带天线可以运用于实际的WLAN或WIMAX通信中。

摘要：利用谱域法对十字孔型超介质单元的滤波特性进行了理论分析,设计了工作在太赫兹大气通信窗口、中心频率为0.338 THz的十字孔型阵列超介质滤波器,其归一化透射率高达0.998。讨论了其结构参数对滤波特性的影响。分别利用相同十字孔、十字形、方形环结构对其滤波特性进行改进,对改进结果进行了对比。最终选用方形环与十字孔结合的复合阵列结构替换了十字孔型阵列结构,构成了复合结构的超介质滤波器。结果表明,其3 dB带宽为20.38 GHz,带外归一化透射率小于0.1,带外抑制更加良好,边带更加陡峭。

摘要：以研究超介质结构在天线中的应用为目的,采用了超介质理论中的负折射率传输线(NRI-TL)加载技术,设计了一种三工作频段的单极子贴片天线。该单极子天线由不均匀弯折线构成,采用共面波导(CPW)馈电。在2.45 GHz和55 GHz附近弯折线与超介质结构可形成折合单极子辐射;在3.55 GHz附近超介质结构可改变天线表面电流流向,增加天线谐振频率点,拓宽工作带宽。天线的仿真及测试结果表明,在WiFi频段以及WiMAX频段天线具有良好的阻抗带宽和辐射效率,天线的总尺寸为26 mm×30 mm×1.59 mm,结构紧凑,易于制作,能很好地适用于WLAN应用。

摘要：基于超介质的相位超前理论,设计了一种新型的串联线性偶极子阵列。该阵列利用负折射指数相移线代替传统一个导波波长(λg)的弯折线进行馈电。其中,NRI相移线采用CPS技术,并通过在主传输线上周期性地加载串联电容和并联电感来实现。研究结果表明:串联馈电线性偶极子天线具有带宽宽、体积小、波束倾斜小、制作简单、易于集成等优点。

摘要：设计了一种工作在0.3-1.1 THz的双开口太赫兹超介质,最小透射系数为0.06,传输幅度在0.5以下的带宽为0.11 THz。利用等效电路法对这种超介质单元的谐振特性进行了理论分析,用HFSS对超介质单元进行仿真分析。结果表明,超介质单元的结构参数对其谐振特性的影响与理论分析是一致的。通过对超介质结构参数分析可知,若要调节超介质单元的谐振特性,调节其外环开口缝隙宽度是最有效、最直接的方法。

摘要：将弧形微带线、圆形开口谐振环和方型DGS（Defected Ground Structure）组建了一种平面微带型超介质单元,该单元在微波频段内具有等效介电常数和等效磁导率均小于0的特性。同时在双层贴片与接地板之间利用短路针加载技术,设计了一种结构简单的普通微带天线。MATLAB和HFSS软件仿真结果表明,设计的平面型超介质单元在1-10 GHz频段内具有多个等效介电常数和等效磁导率均小于0的频段。将由超介质单元构成的覆层加载到天线辐射贴片前方,构建一种工作频段完全覆盖1.92-1.98 GHz,2.11-2.17 GHz的LTE（Long Term Evolution）超介质天线。仿真结果表明,加载超介质覆层后微带天线的工作频段分别扩展为1.91-2.05 GHz、2.09-2.19 GHz频段,增益也提高了至少2 dB。