左手材料（Left-Hand Material）也被稱為雙負媒質(zhì)或者負折射率物質(zhì)，是一類在一定的頻段下同時具有負的介電常數(shù)和負的磁導率的材料。左手材料的思想最早由前蘇聯(lián)人V.G.Veselago提出，電磁波在左手材料中傳播時，電場、磁場和波矢量滿足左手螺旋關系，同時相速度與能流方向相反。隨著近年研究的深入，左手材料發(fā)展迅速，在很多領域得到應用。2002年，UCLA的 Itoh教授等人提出了左右手復合傳輸線（CRLH TL）理論，利用微波元件制成人工的左右手復合傳輸線。這種結(jié)構(gòu)具有較低的插入損耗和較寬的帶寬，并具有相位超前等特性，在工程中有很大的應用前景。相控陣雷達是雷達技術(shù)發(fā)展一個極為重要的方向，而頻掃天線技術(shù)是相控陣雷達技術(shù)最為關鍵的部分之一。常規(guī)的頻掃天線多采用慢波結(jié)構(gòu)提供相位變化進行掃描，但是微帶線損耗較大，很大的影響了天線的增益。已有的研究證明，利用左右手復合傳輸線代替慢波線實現(xiàn)串行功分器具有帶寬寬、體積小、插入損耗小的優(yōu)點。但是常規(guī)的利用交指電容結(jié)構(gòu)的左右手復合傳輸線，交指電容值很難做大，限制了這種傳輸線在低頻部分的使用。2009年，Amr M. E. Safwat提出了一種基于微帶耦合線的左右手復合傳輸線（CL-CRLH TL），這種傳輸線具有更寬的頻率范圍，能夠提供更多的相位超前，損耗更小，結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。本文提出一種新型頻掃天線陣列，利用耦合線左右手復合傳輸線構(gòu)成串行饋電網(wǎng)絡，可以擴展天線陣的頻帶范圍，降低損耗、提高天線陣的增益，并且具有很大的角度掃描范圍。天線陣各陣元采用非均勻饋電方式，可以降低天線的旁瓣電平。本文設計的八元頻掃天線陣列，在工作頻帶內(nèi)掃描角度可達到-40°~10°，增益14dB，旁瓣電平低于-20dB。

　　1.簡介

　　左手材料（Left-Hand Material）也被稱為雙負媒質(zhì)或者負折射率物質(zhì)，是一類在一定的頻段下同時具有負的介電常數(shù)和負的磁導率的材料。左手材料的思想最早由前蘇聯(lián)人V.G.Veselago提出，電磁波在左手材料中傳播時，電場、磁場和波矢量滿足左手螺旋關系，同時相速度與能流方向相反。隨著近年研究的深入，左手材料發(fā)展迅速，在很多領域得到應用。2002年，UCLA的 Itoh教授等人提出了左右手復合傳輸線（CRLH TL）理論，利用微波元件制成人工的左右手復合傳輸線。這種結(jié)構(gòu)具有較低的插入損耗和較寬的帶寬，并具有相位超前等特性，在工程中有很大的應用前景。相控陣雷達是雷達技術(shù)發(fā)展一個極為重要的方向，而頻掃天線技術(shù)是相控陣雷達技術(shù)最為關鍵的部分之一。常規(guī)的頻掃天線多采用慢波結(jié)構(gòu)提供相位變化進行掃描，但是微帶線損耗較大，很大的影響了天線的增益。已有的研究證明，利用左右手復合傳輸線代替慢波線實現(xiàn)串行功分器具有帶寬寬、體積小、插入損耗小的優(yōu)點。但是常規(guī)的利用交指電容結(jié)構(gòu)的左右手復合傳輸線，交指電容值很難做大，限制了這種傳輸線在低頻部分的使用。2009年，Amr M. E. Safwat提出了一種基于微帶耦合線的左右手復合傳輸線（CL-CRLH TL），這種傳輸線具有更寬的頻率范圍，能夠提供更多的相位超前，損耗更小，結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)。本文提出一種新型頻掃天線陣列，利用耦合線左右手復合傳輸線構(gòu)成串行饋電網(wǎng)絡，可以擴展天線陣的頻帶范圍，降低損耗、提高天線陣的增益，并且具有很大的角度掃描范圍。天線陣各陣元采用非均勻饋電方式，可以降低天線的旁瓣電平。本文設計的八元頻掃天線陣列，在工作頻帶內(nèi)掃描角度可達到-40°~10°，增益14dB，旁瓣電平低于-20dB。