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随着信息技术的飞速发展,现代无线通信系统在信息化的进程中承担着非常重要的角色。天线作为无线通信的窗口,亦受到科研工作者和厂商越来越多的重视。随着无线通信系统的发展朝着小型化、智能化迈进,小型化、宽频带、高增益、易集成的天线成为研究的热点。超材料作为一种新兴人工媒质,具有传统材料所不具备的一些超常特性。它能打破传统天线的设计思路,为天线设计师们提供了新的设计方法。本文基于复合左右手传输线和频率选择表面两种超材料,设计小型化天线和高增益天线。首先,根据Smith理论,分析了人工媒质等效介电常数以及等效磁导率的提取方法。通过Matlab算法编程,一款由两个开口环以及金属细线构成的超材料单元结构的等效介电常数和等效磁导率被提取,结果表明该结构在特定频段同时具有负的等效介电常数以及等效磁导率。接着,基于复合左右手传输线设计了一款双频小型化的WLAN天线。该天线以微带贴片天线为基础,在天线上添加了交指结构和弯折线结构来构造串联电容和并联电感,实现复合左右手传输线结构在微带天线上的加载,使其产生零阶谐振,从而实现了 WLAN双频段的覆盖。该天线尺寸大小为30×20×1. 5mm3,测试工作带宽分别为 800MHz (1.9GHz-2.7GHz)、1.4GHz(4.7GHz-6.1GHz)。增益在2.4GHz时为-1.6dBi,在5GHz为2.0dBi。测试结果与仿真结果相吻合。最后,提出了基于FSS覆层加载的高增益天线。该天线采用开口环FSS加载的方法提高天线增益。在5. 85GHz频率处,加载前天线的增益为8. 14dBi,开口环FSS加载后增益为13.6dBi,加载与未加载相比天线的增益提高5. 46dBi。