随着无线通信技术的发展,共形阵列天线由于其独特的特性,如共形结构,多波束和全向覆盖等,在无线系统中发挥着重要作用。然而,共形阵列元件之间的耦合可能会妨碍共形阵列的应用,因为它降低了天线性能,例如增益、效率、辐射方向图、旁瓣和轴比等。因此,研究有效的抑制互耦方法在共形阵列天线设计中有着至关重要的作用。同时,单负超材料(SNG,single-negative metamaterials)的电磁波抑制特性在降低天线互耦中有重要的应用。但是,当前的研究大都是针对平面阵,基于单负材料的共形阵互耦抑制技术研究非常缺乏。本文采用电/磁混合谐振等多种技术设计并研究了宽带的单负材料,并将单负材料应用到圆极化、宽频带的共形天线阵列中,达到降低互耦的效果。本文的主要研究成果及内容如下:1、设计了一款宽带SNG隔离器——SNG-田字形隔离器,并将该SNG隔离器应用于圆极化天线阵列的互耦抑制。首先,我们利用曲折线和多谐振元的方法设计了一款宽频带SNG-田字形隔离器。然后将该隔离器应用于二元超宽带阵列天线单元间实现互耦抑制。仿真结果表明,相比于未加载的情况,加载SNG-田字形隔离器并不影响天线的阻抗匹配和辐射方向图。此外,加载了宽带SNG-田字隔离器的阵列天线,隔离度在2GHz到6.5GHz频带内都有所提高。在f=5.58GHz处,天线的隔离度甚至提高了32.1dB。此外,阵列的平均隔离度提高了15dB。2、利用电/磁混合谐振等多种技术设计了一款宽频带SNG-车轮形(SNGwheels)隔离器,并将该隔离器应用于拱形二元共型阵的互耦抑制。对于抑制共形阵列天线单元间耦合的问题,根据电/磁混合谐振技术以及多谐振频点法设计了一款宽带SNG-wheels隔离器。首先,我们分析了SNG-wheels隔离器的工作原理及性能,然后将其加载到共形阵列天线中研究其电磁特性。仿真和实测都表明,相比于没加载SNG-wheels隔离器的共形阵列天线,加载了SNG-wheels隔离器的共形阵列天线的隔离度在4.6GHz~5.4GHz范围内得到了极大地改善。在4.5GHz处,共形阵列天线的隔离度甚至提高了25dB。同时,SNG-wheels隔离器的引入对相应的共形阵列天线的某些性能影响不大,如阻抗匹配和轴比。最后,论文还对天线和隔离器的摆放形式,共形阵载体的结构参数进行了优化以及研究。3、对加载/未加载SNG-wheels隔离器的二单元和九单元共形阵天线方向图综合进行了深入研究。仿真研究表明,相比于未加载情况,加载SNG-wheels隔离器之后,不仅天线单元间的隔离度和方向图增益得到了提高,天线的旁瓣也得到了明显的改善。同时,加载SNG-wheels隔离器对阵列天线的工作频带无影响。另外,SNG隔离器具有结构简单、易于加载和价格实惠等特点,使其在MIMO通信系统的应用上有实际意义。