郭晓静,赵晓鹏,刘亚红,朱卫仁

（西北工业大学 应用物理系智能材料实验室,陕西 西安 710129）

目前，由于高定向性平面天线具有剖面低、体积小、重量轻和使用电路板印刷技术制作简单等优点,正在吸引越来越多人的注意，这种高定向性微带天线可以广泛应用于微波领域，如卫星通信网络、无线电传播、汽车雷达、短距点对点通信等。与常用的如采用天线阵等方法来实现天线的高定向性相比，本文提出的这种设计方法是一种简单的馈电系统或者说简单的能量分布系统。

随着人工电磁超材料的提出[1]，通过设计超材料的结构单元，使其对电场和磁场产生相应的谐振，从而可以方便地调控其有效介电常数和有效磁导率。基于这种思想，在微波段设计出了有效介电常数和有效磁导率同时为负的左手材料[2]，并在改善天线性能方面有其广泛应用[3-4]。

近来，作为人工电磁超材料的另一分支，对于零折射率超材料的研究引起了广泛关注，以材料的有效介电常数和磁导率的零值为分界线，将材料划分为四个象限，通过在不同象限内构建不同的结构都可以实现零折射率。根据 Snell定律(n1sinθ1=n2sinθ2)，当光线从零折射率材料(n1=0)内部入射到自由空间(n2＞0)时，不论入射角 θ1为多少，出射角θ2必然等于零，因此折射光线沿分界面法线方向射出，零折射率的这种特性提供了一种独特的可以用来控制波传播方向的方法。ENOCH等人[5]第一次实验证实了将辐射源嵌入零折射率基板中时，辐射的能量将被限制在一个周围介质狭小的圆锥区域内，即通过利用零折射率材料的特性，能量辐射的方向性得到了很大的改善。……