人工電磁材料結(jié)構(gòu)在微波天線中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著電子通信技術(shù)的高速發(fā)展，普通微波天線由于頻帶窄、增益低、體積大、性能差等一系列原因?qū)е缕鋺?yīng)用范圍受到嚴(yán)格限制，人工電磁材料結(jié)構(gòu)的提出無疑是改善這一類問題的有效渠道。人工電磁材料結(jié)構(gòu)中的電磁帶隙結(jié)構(gòu)(Electromagnetic Band-gap，EBG)是該類型結(jié)構(gòu)中優(yōu)點最為突出的，本文以電磁帶隙結(jié)構(gòu)的電磁理論分析了帶隙結(jié)構(gòu)特性和反射相位特性，并設(shè)計了多種形式的電磁帶隙結(jié)構(gòu)，同時將所設(shè)計的電磁帶隙結(jié)構(gòu)分別應(yīng)用于Bowtie

2、天線、波導(dǎo)縫隙天線和微帶天線。
　　首先，本文對mushroom-like EBG結(jié)構(gòu)進行了分析，并得出其等效電路模型。利用不同的方法對該EBG結(jié)構(gòu)的反射相位特性、表面波特性、帶隙特性進行了深入的研究分析以及對比，同時研究了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對EBG結(jié)構(gòu)特性的影響。
　　然后，基于上述對電磁帶隙結(jié)構(gòu)的研究，設(shè)計了兩種EBG結(jié)構(gòu)單元，分析了兩種EBG結(jié)構(gòu)的帶隙特性。同時也設(shè)計了微波天線中平面化程度較高的兩類天線，分別是以普通微帶天

3、線為基礎(chǔ)的階梯型微帶天線和全向性Bowtie天線，并加載了所設(shè)計的EBG結(jié)構(gòu)，使得天線的輻射性能有了明顯改善，并且有效的抑制表面波的傳播，天線的增益、帶相對寬均有所提高。Bowtie天線因是全向性天線，故其帶寬、增益等相關(guān)特性較差，本文在此基礎(chǔ)上將其修改為定向的Bowtie天線，其回波系數(shù)更優(yōu)且增益增加約2.6dB。若將所設(shè)計的EBG結(jié)構(gòu)加載到其中，則Bowtie天線的帶寬將增加5％，增益增加約5dB。
　　非對稱脊波導(dǎo)縫隙天線相