高阻抗表面PBG結(jié)構(gòu)貼片天線的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、由于微帶貼片天線具有體積小,重量輕,低剖面,易加工,共形等優(yōu)點(diǎn),所以在軍事和民用方面都有著廣泛的應(yīng)用前景。眾所周知,集成電路的基底是一些高介電常數(shù)材料,位于高介電常數(shù)基底的貼片天線由于表面波的損耗輻射效率很低,并且頻率帶寬極窄,當(dāng)應(yīng)用的頻率變高時(shí)這種情況更加突出,導(dǎo)致貼片天線的增益和效率下降。為了實(shí)現(xiàn)微帶貼片天線的集成化,同時(shí)避免昂貴的基底混合技術(shù),就必須在高介電常數(shù)基底上實(shí)現(xiàn)高效率的貼片天線。
　　近年來(lái)出現(xiàn)的新型光子晶體貼片天

2、線能夠較好的改善以高介電常數(shù)介質(zhì)為基底的貼片天線的性能。通過(guò)在貼片天線中人為的引入光子晶體結(jié)構(gòu),并利用光子晶體的禁帶效應(yīng),抑制沿基底傳播的表面波,增加天線輻射到空間的電磁波,從而改善天線的性能。表面波抑制的另一個(gè)作用還可以有效的削弱陣列元件之間的互耦電平,并減少同一塊系統(tǒng)板上部件之間的相互干擾。
　　本文首先介紹了光子晶體結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r以及實(shí)現(xiàn)方法,為下面進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ);接著討論了光子晶體的基礎(chǔ)知識(shí)和理論分析方法,介紹了比

3、較常用的研究方法即布拉格散射理論和平面波法,并給出了光子晶體典型應(yīng)用;然后分析了微帶天線的輻射原理和設(shè)計(jì)方法,使用仿真軟件設(shè)計(jì)了一款常規(guī)微帶貼片天線,并求解了天線的相關(guān)參數(shù),以此作為比照對(duì)象;然后結(jié)合光子晶體理論知識(shí),設(shè)計(jì)了一種高阻表面型光子晶體結(jié)構(gòu),并結(jié)合該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種新型光子晶體貼片天線,仿真結(jié)果表明:PBG天線的帶寬比原貼片天線提高了約1.3％,增益提高了約1.6dB,證實(shí)了光子帶隙材料的引入可以有效的抑制表面波的傳播,從而改善