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人工电磁表面是由一系列亚波长单元结构构成的人造二维电磁材料，它对电磁波强大灵活的调控能力使其成为电磁领域的研究热点。本文立足于人工表面等离激元(SSPP)和相位调控超表面深入研究了人工电磁表面对电磁波的辐射特性调控。主要工作如下：
1)基于SSPP的驻波模式提出了一种宽角度的频率控制波束扫描天线，该天线由放置在SSPP波导两侧的金属圆形贴片构成。波导经特殊设计，在工作带宽内传输驻波模式的SSPP，安置在波导两侧的圆形贴片因临近耦合效应能够将SSPP模式转化为空间波模式。仿真和实验结果表明该天线能在9.2GHz-16GHz范围内实现83°的波束扫描，且增益都在10.3dBi以上。
2)提出了一种单向辐射的频率控制扫描天线，该天线由锯齿状开槽金属-绝缘体-金属(CMIM)结构构成的SSPP波导和放置在背面的辐射贴片构成。提出的CMIM结构波导既作为SSPP波的传输载体，又作为辐射贴片的反射地，从而有效的抑制了电磁波向天线下半空间辐射。仿真以及实验结果表明该天线成功实现了仅在上半空间的单向辐射。
3)提出了一种抑制芯片辐射的方案。基于SSPP的表面波特性和色散特性设计出一种辐射抑制结构，该结构能将从芯片辐射出的空间波在近场区域转化为倏逝的SSPP模式，电磁波能量被束缚在抑制结构表面而无法辐射到自由空间中去，从而有效减弱了空间辐射强度。
4)基于人工局域性表面等离激元(SLSP)提出了一种轨道角动量(OAM)生成方法。该方法利用微带线馈电在锯齿状开槽金属圆片上激发起SLSP的基模和高阶模，两个正交模式经过+90°或?90°差相叠加能够产生涡旋的OAM模式。为了将慢波模式的涡旋波辐射到自由空间中，一系列金属条被安置在SLSP结构上方，仿真和实验结果表明该方法能产生高纯度的OAM模式。
5)提出了一种相位调控超表面，并利用它成功实现了圆极化天线和轨道角动量生成器的设计。超表面单元由圆环环绕的领结形金属结构构成，该单元根据尺寸的变化可以获得不同的相位响应，单元被安排在圆柱形接地介质板上，不同位置处的单元尺寸根据其相位要求而确定，接地介质板由中心处的同轴探针激发。仿真和实验结果表明依据超表面设计的圆极化天线结构紧凑性高，带宽宽，轴比低。同时该方法也能成功的实现不同阶数的OAM。
1)基于SSPP的驻波模式提出了一种宽角度的频率控制波束扫描天线，该天线由放置在SSPP波导两侧的金属圆形贴片构成。波导经特殊设计，在工作带宽内传输驻波模式的SSPP，安置在波导两侧的圆形贴片因临近耦合效应能够将SSPP模式转化为空间波模式。仿真和实验结果表明该天线能在9.2GHz-16GHz范围内实现83°的波束扫描，且增益都在10.3dBi以上。
2)提出了一种单向辐射的频率控制扫描天线，该天线由锯齿状开槽金属-绝缘体-金属(CMIM)结构构成的SSPP波导和放置在背面的辐射贴片构成。提出的CMIM结构波导既作为SSPP波的传输载体，又作为辐射贴片的反射地，从而有效的抑制了电磁波向天线下半空间辐射。仿真以及实验结果表明该天线成功实现了仅在上半空间的单向辐射。
3)提出了一种抑制芯片辐射的方案。基于SSPP的表面波特性和色散特性设计出一种辐射抑制结构，该结构能将从芯片辐射出的空间波在近场区域转化为倏逝的SSPP模式，电磁波能量被束缚在抑制结构表面而无法辐射到自由空间中去，从而有效减弱了空间辐射强度。
4)基于人工局域性表面等离激元(SLSP)提出了一种轨道角动量(OAM)生成方法。该方法利用微带线馈电在锯齿状开槽金属圆片上激发起SLSP的基模和高阶模，两个正交模式经过+90°或?90°差相叠加能够产生涡旋的OAM模式。为了将慢波模式的涡旋波辐射到自由空间中，一系列金属条被安置在SLSP结构上方，仿真和实验结果表明该方法能产生高纯度的OAM模式。
5)提出了一种相位调控超表面，并利用它成功实现了圆极化天线和轨道角动量生成器的设计。超表面单元由圆环环绕的领结形金属结构构成，该单元根据尺寸的变化可以获得不同的相位响应，单元被安排在圆柱形接地介质板上，不同位置处的单元尺寸根据其相位要求而确定，接地介质板由中心处的同轴探针激发。仿真和实验结果表明依据超表面设计的圆极化天线结构紧凑性高，带宽宽，轴比低。同时该方法也能成功的实现不同阶数的OAM。