● 摘要
随着现代无线通信技术的发展以及大规模集成电路技术的不断革新，天线设计朝着小型化不断迈进。对于小型天线系统，传统数值方法虽然能成功预测其电磁特性，却不能给出明确的工作机理和设计指导。从而，对宽带天线的辐射机理进行系统性的理论分析研究是一重要研究方向。
本论文提出了基于特征模理论研究指导天线设计的一种方法，对天线的工作机理进行综合研究，从而为宽带天线和陷波结构的设计和优化提供指导。宽带天线研究方面，采用特征模理论研究分析宽带天线的主要特征模式和相应频率响应，有目的得对模式进行控制，实现了需要的宽的阻抗带宽、方向图特性等。在此基础上，应用特征模理论研究缝隙、寄生单元等天线陷波结构的特征模式分布，从而明确了陷波结构的内在工作机理，为宽带天线陷波结构的设计提供了理论指导。同时，基于特征模理论研究设计圆极化三角形微带天线，从物理概念上解释圆极化微带天线的工作原理，指导设计出了确定的天线的馈电位置和工作频率。
为实现天线与无线通信设备中后置电路的协同仿真，天线等效电路的研究极为必要。本论文提出了基于特征模式理论的等效电路研究。以T形单极子宽带天线的特征模式分布为基础，提取了其RLC集总参数等效电路；该等效电路具有明晰的物理意义和较高的精度，为天线与无线通信设备后置电路的协同仿真提供了解决方案。