【摘 要】
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太赫兹频段下基于人工表面等离子激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）的双波束（Dual-Beam）漏波天线（Leaky-Wave Antenna,LWA）是一种行波天线,在高分辨雷达和实时频谱分析等领域有着非常广泛的应用因其强方向性、辐射效率高、小型化等优点,成为了近些年来的研究热点。本文主要以太赫兹频段下基于SSPPs的双波束漏波天线为研究目标。主要
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太赫兹频段下基于人工表面等离子激元（Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs）的双波束（Dual-Beam）漏波天线（Leaky-Wave Antenna,LWA）是一种行波天线,在高分辨雷达和实时频谱分析等领域有着非常广泛的应用因其强方向性、辐射效率高、小型化等优点,成为了近些年来的研究热点。本文主要以太赫兹频段下基于SSPPs的双波束漏波天线为研究目标。主要的研究成果如下:1.分析了传统SSPPs单元结构的基本特性,设计了一种在太赫兹频段下的双面U型槽结构,并基于该单元结构,给出了一款太赫兹频段下的SSPPs传输线（SSPPs-TL）。在该传输线上引入几何反转结构,提出了一款新型的双波束漏波天线在太赫兹频段。结果表明,该天线在0.23THz到0.29THz频段内,成功激发出了两个波束。前向波束的扫描角范围从+16°至+57°,后向波束的扫描范围从-64°到-8°。在给定的工作频段中实现了一共97°的扫描角度以及10dBi左右的平均增益。2.除了引入结构反转的调制方法外,在基于H型槽的太赫兹SSPPs-TL上引入了表面阻抗正弦调制,提出了一款太赫兹单波束漏波天线。在0.5THz到0.6THz这一频带中,波束扫过+60°到+84°一共22°的角度范围。此外,由于周期结构的漏波天线存在开放阻带现象,我们通过把波导一侧的凹槽沿着电磁波传播方向位移距与另一侧凹槽相差1/4个波长处。优化后的漏波天线从0.58THz变化到0.66THz时,主瓣波束的扫描范围从+78°到+94°,平均增益为16.4dBi。3.基于正弦调制理论,我们在波导上下两侧引入两种不同周期的正弦调制,通过对两侧凹槽深度的设计,在天线的远场辐射中也成功激发出两个波束。从0.45THz到0.55THz频率范围内前向波束的扫描角范围从+39°至+70°,后向波束的扫描范围从+105°到+122°。
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