高阻抗表面在電磁噪聲抑制和天線設計中的應用研究.pdf

1、進入21世紀以來，科學技術的發(fā)展日新月異，移動通信技術、衛(wèi)星通信技術、遙感遙測技術、雷達監(jiān)測技術和無線網(wǎng)絡技術等快速發(fā)展，這些技術的廣泛應用給人們的生活帶來了便利并創(chuàng)造了巨大的財富。但是上述技術均采用空間電磁波進行信號傳輸，電磁波利用的增長會導致電磁環(huán)境越來越復雜，產(chǎn)生嚴重的電磁干擾。外界電磁波對敏感電子設備產(chǎn)生的干擾包括輻射干擾和傳導干擾，在嚴重的干擾下，敏感電子設備將無法正常工作甚至會遭到損壞。這些情況均嚴重威脅著電子設備和系統(tǒng)的正

2、常運轉(zhuǎn)，因此要保證電子產(chǎn)品符合電磁兼容標準的要求并在復雜電磁環(huán)境下正常運轉(zhuǎn)，就必須加強電子產(chǎn)品的電磁兼容性設計。
　　本文所提到的高阻抗表面(High Impedance Surface，HIS)技術是一種可以應用在電磁兼容領域的新技術，它可以抑制電磁噪聲。高阻抗表面是電磁帶隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)結(jié)構(gòu)中的一種，它表現(xiàn)為二維周期性結(jié)構(gòu)，由金屬和介質(zhì)材料共同構(gòu)成。高阻抗表面具有表面波抑制特性，即

3、在表面波抑制帶隙內(nèi)，它的表面阻抗接近無窮大，可以抑制表面波。此外它還具有同相反射特性，即在一定的頻率范圍內(nèi)可以實現(xiàn)同相反射，表現(xiàn)為人工磁導體。
　　本文從理論分析和實際應用兩方面入手，首先分析了高阻抗表面的表面波抑制帶隙和同相反射相位帶隙產(chǎn)生的原因，然后將高阻抗表面應用在電磁噪聲抑制和天線設計領域。電路板添加屏蔽蓋后會與屏蔽蓋一起形成腔體，導致電路輸入輸出端口的噪聲耦合增加，這是一個典型的電磁兼容問題。將高阻抗表面應用在屏蔽蓋內(nèi)表

4、面，利用其表面波抑制特性可以抑制腔體噪聲耦合，保證電路正常工作。差分信號由于其低噪、低耦合及低電磁干擾的特性在高速數(shù)字電路中有重要的作用，但是在實際電路中，由時間相位差和幅度不平衡引起的共模噪聲必不可免，利用特殊高阻抗表面可以抑制差分線共模噪聲，本文提出周期啞鈴型DGS(Defected Ground Structure)、HU型DGS和蛇形線共模濾波器三種結(jié)構(gòu)。在天線的設計中，添加反射板可以獲得定向輻射，在工程上常常用金屬良導體作為天