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提出了一种非均匀覆盖层谐振腔天线设计方法．通过构造反射系数幅值随天线口径面位置变化的函数来实现谐振腔天线覆盖层的非均匀化．使用金属化过孔作为周期结构覆盖层的谐振单元，分别设计出满足反射系数变化的变谐振单元长度和变过孔直径的两种非均匀覆盖层谐振腔天线．它们的阻抗特性、方向图和增益，同具有等反射系数变化规律的非均匀介质覆盖层谐振腔天线一致．结果表明，覆盖层的反射系数变化规律是非均匀覆盖层谐振腔天线的决定因数．设计出的两种非均匀覆盖层谐振腔天线实测｜S11｜〈-10dB阻抗带宽均大于8％，增益均大于18dBi，