频率扫描天线，其原理是主波束辐射角随着频率的改变进行有规律的变化,简称频扫天线。频率扫描天线是电扫描天线的一种，具有成本较低、易于实现、方便形成多个波束、波束指向以及形状变化速度较快等优点，广泛应用于雷达领域。频扫天线具有相当多的优点，比如使雷达具有较高的数据率、能够提高天线的增益、实现较低的副瓣电平等等。频扫天线的实现方式主要有两种：一种是通过慢波线结构实现，另一种是通过漏波天线实现。后者的结构简单、天线效率也较高，但是基于普通右手材料的漏播天线的波束扫描角有限制，只能进行单方向的扫描。而慢波线结构的频扫天线应用要广很多，因为其能实现大角度的正负方向对称扫描。

人工电磁超材料技术是当今科学界研究的热点，该种材料也就是具有负介电常数以及负磁导率的左手材料。该材料具有负折射率[1-2]、逆多普勒效应[3-4]、反常切伦科夫辐射[5]等特性。基于复合左右手材料的漏波天线，在添加了左手材料之后的漏波天线可以突破一般漏波天线波束扫描角度的限制，理论上可以实现-90°到+90°的大角度连续频扫。此种基于复合左右手材料的漏波天线在低频时具有左手材料的特性，波的传播方向向后；在高频时则具有右手材料的特性，波的传播方向向前；该天线存在一个过渡频率，在该频率可以实现左手频带与右手频带的无缝衔接，从而完成整个大角度的频扫。同时，基于复合左右手材料的漏波天线对于实现天线的小型化、提高天线的方向性以及降低天线的能耗方面都有明显的作用。

基片集成波导（SIW）技术也是当今研究的热点之一。SIW通过标准印刷电路板（PCB）工艺技术加工制作而成，它具有类似于传统矩形波导的准封闭平面导波结构。该结构具备了传统波导与微带传输线的优点：一方面，准封闭结构使得使其拥有良好的传输特性和电磁兼容特性；另一方面还可以通过多层低温共烧陶瓷以及多层液晶聚合物集成工艺技术的应用，可以使得SIW结构具有紧凑、易于集成平面电路等特点。总之，SIW结构具有损耗低、效率高、功率容量大、小型化以及易于集成平面电路的特点，在系统集成等领域具有广阔的应用前景。基于SIW的漏波天线是该技术的应用之一，此种传输线利用金属过孔在基片上形成波导的传播模式。同时为了进一步减小其尺寸，半模基片集成波导（HMSIW）也被研发和广泛地应用，它继承了SIW的优点，并可以进一步降低损耗，使尺寸减小50%左右。

1。2  国内外研究现状

1。3  本文的研究意义及内容安排

本文主要研究的X波段基于复合左右手材料以及基片集成波导的频扫天线阵列设计，既突破了传统基于漏波结构的频扫天线的扫描角度限制，理论上可以实现-90°到+90°的大角度前后向频扫；也突破了一般基于微带线或者矩形波导的结构，基片集成波导的应用具备了二者的优点，可以实现低损耗、高Q值、小型化、以及易于集成平面平面电路，左手材料的引入有利于实现天线的小型化、提高天线的方向性以及降低天线的能耗等。

本文主要安排如下：

    第一章：绪论。简要介绍了频扫天线的重要意义、X波段的应用、基片集成波导以及左手材料的应用前景和意义。

第二章：左手材料的简介、电磁特性以及左手材料的传输线实现。主要介绍了左手材料的负磁导率、负介电常数的特点，以及相应所具有的负折射率、逆多普勒效应、反常切伦科夫辐射特性。分析了左手材料的传输线等效模型，以及提出了有关CRLH平衡电路模型的相关分析。