高阻抗表面在電磁噪聲抑制和天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，移動(dòng)通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、遙感遙測(cè)技術(shù)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等快速發(fā)展，這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用給人們的生活帶來了便利并創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。但是上述技術(shù)均采用空間電磁波進(jìn)行信號(hào)傳輸，電磁波利用的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。外界電磁波對(duì)敏感電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾包括輻射干擾和傳導(dǎo)干擾，在嚴(yán)重的干擾下，敏感電子設(shè)備將無法正常工作甚至?xí)獾綋p壞。這些情況均嚴(yán)重威脅著電子設(shè)備和系統(tǒng)的正

2、常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此要保證電子產(chǎn)品符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求并在復(fù)雜電磁環(huán)境下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須加強(qiáng)電子產(chǎn)品的電磁兼容性設(shè)計(jì)。
　　本文所提到的高阻抗表面(High Impedance Surface，HIS)技術(shù)是一種可以應(yīng)用在電磁兼容領(lǐng)域的新技術(shù)，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(shí)現(xiàn)同相反射，表現(xiàn)為人工磁導(dǎo)體。
　　本文從理論分析和實(shí)際應(yīng)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(yīng)用在電磁噪聲抑制和天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域。電路板添加屏蔽蓋后會(huì)與屏蔽蓋一起形成腔體，導(dǎo)致電路輸入輸出端口的噪聲耦合增加，這是一個(gè)典型的電磁兼容問題。將高阻抗表面應(yīng)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(hào)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(shí)際電路中，由時(shí)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(shè)計(jì)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(dǎo)體作為天