基于超材料激励的高增益宽带谐振腔天线设计

摘要： 提出了一种工作于C波段的宽带高增益平面超材料谐振腔天线(RCA)。该天线采用简易光线追踪法建模，其超表面由人工磁导体(AMC)与方形贴片构成——两者分别层压在介电常数为4.4、厚度1.6mm的商用有耗介质材料两侧作为覆层。其中方形贴片为容性结构，AMC为感性结构，基板的反射相位效应决定了天线的高增益特性。通过在谐振腔内嵌入圆柱形介质谐振器天线(CDRA)作为馈源，该天线采用2层4×4阵列超表面时实现22.4dBi增益，带宽约5.1GHz。通过全波分析提取了复合RCA的阻抗匹配、辐射方向图及增益参数。制作原型天线进行测试验证，实验结果高度吻合。结果表明：该RCA在4-9.1GHz频段（占72.72%）实现-10dB阻抗带宽，且在约22.4dBi高增益状态下工作。