電磁帶隙結(jié)構(gòu)小型化的研究和它在天線中的應(yīng)用.pdf

1、電磁帶隙(即EBG)結(jié)構(gòu)的研究是發(fā)展非常迅速的領(lǐng)域，近年來，在理論和實踐上均取得不少成果。EBG結(jié)構(gòu)所具有的“帶隙特性”和“表面同相反射特性”決定了它具有廣闊的應(yīng)用前景。探索EBG結(jié)構(gòu)的小型化方法和更大絕對禁帶的EBG結(jié)構(gòu)仍然是該領(lǐng)域的熱門研究方向。 本文分析了采用EBG結(jié)構(gòu)小型化方法時對EBG結(jié)構(gòu)帶隙特性的影響，并提出一種過孔位置變化法以增大EBG結(jié)構(gòu)的等效電感，從而實現(xiàn)EBG結(jié)構(gòu)的小型化，其中重點研究了金屬過孔位置的變化對于

2、EBG結(jié)構(gòu)帶隙的作用。為驗證該方法的正確性，在一種有電容加載的EBG結(jié)構(gòu)上應(yīng)用該方法，應(yīng)用IE3D/Zealand軟件對該EBG結(jié)構(gòu)用懸置微帶測量法進行仿真分析，研究結(jié)果表明，在EBG結(jié)構(gòu)周期不變的情況下，相對于只有電容加載的EBG結(jié)構(gòu)的帶隙中心頻率4.85GHz，應(yīng)用過孔位置法后的EBG結(jié)構(gòu)的帶隙中心頻率移動至3.85GHz，同時，相對帶寬也從9.28％擴展到11.4％。 EBG結(jié)構(gòu)的應(yīng)用一直是EBG結(jié)構(gòu)研究的熱門方向，天線作

3、為通信系統(tǒng)的前端，其性能對系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮具有重要的作用，應(yīng)用EBG結(jié)構(gòu)實現(xiàn)天線的小型化和提高天線的增益是天線設(shè)計中的一個重要的發(fā)展方向，當前，EBG結(jié)構(gòu)在微波天線中的應(yīng)用已取得很多成果。本文討論了EBG結(jié)構(gòu)的兩個主要特性“帶隙特性”和“表面同相反射特性”，并深入討論了EBG結(jié)構(gòu)參數(shù)對它的帶隙特性的影響。在文中，設(shè)計了一個微帶貼片天線和一個偶極子天線；應(yīng)用Ansoft/HFSS軟件對天線進行仿真分析，研究結(jié)果表明，在偶極子天線中應(yīng)用E

4、BG結(jié)構(gòu)作為天線的反射面，成功實現(xiàn)了偶極子天線的低剖面；在微帶貼片天線中應(yīng)用EBG結(jié)構(gòu)，成功地抑制了天線中的表面波損耗，提高微帶貼片天線的增益。 文中對實現(xiàn)EBG結(jié)構(gòu)小型化的過孔位置變化法進行了深入的分析，在此基礎(chǔ)上，提出了一種擴展EBG結(jié)構(gòu)的帶隙帶寬的有效方法——多過孔法。對提出的多過孔EBG結(jié)構(gòu)，在IE3D/Zealand軟件上應(yīng)用懸置微帶測量法進行仿真分析，在EBG結(jié)構(gòu)周期不變的條件下，應(yīng)用該方法使得EBG結(jié)構(gòu)的絕對帶寬從