本文主要研究了基于人工电磁超材料的右旋圆极化磁窗天线,并将其与普通的右旋圆极化磁窗天线对比。目前,磁窗天线是减缓再入飞行器通信中断问题的有效手段之一。基于人工电磁超材料的磁窗天线是一种在微带天线中加入EBG结构,把微带天线的接地板替换为磁体,并将磁体与微带天线结合在一起的天线。本文首先以再入飞行器的通信中断出发,介绍课题研究背景及当前的主流解决方法和问题,提出本论文的研究意义和价值所在。然后,从理论上分析电磁波传播和等离子体之间的相互影响,介绍等离子体的基本特征参数。指出电磁波通过等离子体的衰减程度会受到电磁波工作频率、等离子体回旋频率等多种因素的影响,而磁场的加入可以使较低频率的电磁波顺利通过等离子体,从理论上证实了采用磁窗天线代替普通天线解决黑障通信的可行性。同时,介绍人工电磁超材料,详细研究人工电磁超材料之一——电磁带隙(EBG)结构的特性,分析其工作机理。并以此为基础设计了普通右旋圆极化微带天线和基于人工电磁超材料微带天线和其对应的磁窗天线。接着,设计加工普通磁窗天线和基于人工电磁超材料的磁窗天线,并在微波暗室中测量S11等基本参数,测试结果显示,无论是仿真结果还是测试结果,两种磁窗天线均能有效改善通信中断问题。并且,基于人工电磁超材料的磁窗天线在相对外形尺寸较小的情况下,S11带宽,轴比带宽,缓解衰减的效果方面比普通磁窗天线更胜一筹。最后用日光灯阵列模拟等离子体,在实验室中进行了磁窗天线缓解通信中断问题的地面模拟实验,实验结果显示在相同磁场强度、相同等离子体密度的情况下,S波段基于人工电磁超材料的磁窗天线的缓解效果比L波段普通磁窗天线更好。这样的实验结果和仿真结果相符。即使同是S波段的磁窗天线,加入了人工电磁超材料以后的磁窗天线的缓解效果也明显优于普通磁窗天线。至此,我们从实验上证实了S波段基于人工电磁超材料的磁窗天线可以更有效的缓解通信中断。