李 磊 张安学 魏晓勇

(1.西安交通大学 西安 710149;2.西安电子工程研究所 西安 710100)

1 引言

Smith、D.R等人在2001年首次构造出介电常数和磁导率在某个频段同时为负值的异向介质[1]，并通过棱镜实验观察到了该介质的负折射效应，证明了左手材料的存在[2]。此后，这类人工介质一直是国际物理学和电磁学界的研究热点。随着C.Carlos和T.Itoh等人提出的微带结构的复合左/右手传输线(Composite Right＆Left Hand Transmission Line—CRLH TL，下文中统称CRLH TL)，以其具有的低插入损耗、连续性结构，易加工实现的特点，使得复合左/右手传输线在实用性上都远远超过其他负介电常数和负磁导率结构复合而成的纯左手材料，成为最有希望左右手材料实用化的发展方向。

本文首先分析了左右手传输线的后向波理论的基本原理。其次，给出了一个3×3的有源漏波阵列天线设计实例，在传输方向上可以实现前后向波束大范围扫描，在组阵方向实现波束相扫。最后，通过仿真分析与样品实测分析有效的证明了该设计方法的有效性，为基于左右手传输线的有源漏波阵列实用化发展提供一定的技术基础。

2 基本原理及物理实现

2.1 复合左右手漏波天线原理

如图1所示，传输线在 ω ＜min(ωse，ωsh)时，具有左手特性，而在ω＞max(ωse，ωsh)时，则为右手特性;如果 min(ωse，ωsh)＜ ω ＜ max(ωse，ωsh)，则信号处于禁带中，存在禁带的这种情况称为非平衡结构的CRLH TL。当ωse=ωsh=ω0时，CRLH TL的禁带就变成了一个点，使得左右手频带相互连接，这种结构则称为平衡结构的CRLH TL。

图3中(b)给出了CRLH TL的基本微带电路结构形式，它由串联交指电容和并联短路支节两部分组成，而将各单元串行级联起来就构成了CRLH TL。……