電磁帶隙結(jié)構(gòu)的小型化設(shè)計及其在微帶天線中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，電磁帶隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)結(jié)構(gòu)作為一種新興的人工材料，引起人們極大的研究興趣。由于其本身具有禁帶特性和同相反射的優(yōu)越性能，應(yīng)用于微帶天線領(lǐng)域，可以有效地改善天線的輻射方向圖，提高增益，減小旁瓣和后瓣等，極大地改善了天線的性能，滿足了現(xiàn)代無線通信技術(shù)對高性能天線的要求，從而使得它在微波通信領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。
　　 本文從構(gòu)造新穎的小型化、緊湊型EBG結(jié)構(gòu)和改善微帶天線性能的實際應(yīng)

2、用出發(fā)，首先，歸納了EBG結(jié)構(gòu)分類及分析方法；詳細闡述了高阻抗表面EBG結(jié)構(gòu)基本理論，包括LC等效媒質(zhì)模型、EBG結(jié)構(gòu)特性研究和抑制表面波的禁帶特性，并簡要介紹了EBG結(jié)構(gòu)的實際測量方法。
　　 其次，深入研究了EBG結(jié)構(gòu)小型化的實現(xiàn)方法，包括增加等效電容方法和增大等效電感方法。本文主要采用第二種方法實現(xiàn)EBG結(jié)構(gòu)的小型化，在常規(guī)EBG金屬貼片中引入平面螺旋電感，從而減小了EBG結(jié)構(gòu)單元尺寸，并借助電磁仿真軟件Ansoft HF

3、SS，對Spiral-like EBG結(jié)構(gòu)的電磁特性進行研究。并且采用加載平面螺旋電感理論，提出了一種新穎的小型化RSR EBG結(jié)構(gòu)，并對該結(jié)構(gòu)模型進行實際加工，實驗結(jié)果和仿真結(jié)果吻合良好，驗證了EBG結(jié)構(gòu)具有小型化和良好的寬帶特性。在此基礎(chǔ)上，詳細分析了EBG結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸變化對其禁帶特性的影響。
　　 最后，本文研究了小型化EBG結(jié)構(gòu)在微帶貼片天線的應(yīng)用，主要是利用了EBG結(jié)構(gòu)的禁帶特性，通過抑制天線表面波，從而減小后瓣，降低

4、陣元互耦，提高端口隔離度，改善了天線的性能。具體工作如下：(1)將RSREBG結(jié)構(gòu)作為分形貼片天線接地板使用，代替常規(guī)金屬接地板，降低后瓣，提高輻射效率；(2)將RSR EBG結(jié)構(gòu)加載到單層二元分形天線陣之間減小陣元間的互耦，在此基礎(chǔ)上，增加輻射貼片周圍的EBG單元數(shù)量加以改進，陣元之間的互耦降低的更加明顯；(3)將Spiral-like EBG結(jié)構(gòu)加載到寬帶二元天線陣陣元中間，在整個寬頻范圍內(nèi)，有效降低了陣元之間的互耦；(4)將Spi