電磁帶隙結(jié)構(gòu)小型化研究.pdf

1、光子晶體是近年來的研究熱點，光子晶體的基本特性是具有光子帶隙(PhotonicBand-Gap，PBG)，即能夠阻止一定頻率范圍內(nèi)電磁波的傳播。電磁帶隙(ElectromagneticBand-Gap，EBG)，即應(yīng)用于微波頻段的PBG結(jié)構(gòu)，也具有帶隙特性，能夠阻止電磁波在電磁帶隙中的傳播。EBG的這種阻帶特性在微波領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　EBG結(jié)構(gòu)主要包括介質(zhì)EBG、金屬型EBG和金屬-介質(zhì)型EBG，金屬型EBG和介質(zhì)型EB

2、G帶隙特性好，但是它們的體積大，不適合實際實用。高阻抗表面結(jié)構(gòu)作為金屬-介質(zhì)型EBG的一種，具有體積小的優(yōu)點。它不僅具有帶隙特性，而且能在一定的頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)同相反射，可以代替金屬導(dǎo)電體用作天線的反射板，降低具有反射器天線的輪廓。缺陷地結(jié)構(gòu)(DefectedGroundStructure，DGS)是另外一種金屬-介質(zhì)型EBG，相比與其他PBG結(jié)構(gòu)，它僅由一個或幾個缺陷結(jié)構(gòu)單元組成，帶隙中心頻率主要由該缺陷單元結(jié)構(gòu)所決定，結(jié)構(gòu)更加簡單，尺

3、寸更小。本文主要研究這兩種尺寸小、實用性強的EBG結(jié)構(gòu)及它們的小型化方法，最后將他們應(yīng)用到天線中，改善天線的性能。
　　本文首先詳細闡述了PBG結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)和基礎(chǔ)理論，并歸納了目前應(yīng)用比較廣泛的PBG結(jié)構(gòu)的分析方法，詳細介紹了高阻抗表面的基本理論和分析方法。
　　然后詳細分析了兩種高阻抗表面：過孔型高阻抗表面和UC-PBG(UnipalarCompactPhotonicBandgap)，分析了各個參數(shù)對于其帶隙的影響和實現(xiàn)

4、小型化的方法，并設(shè)計了一種新的UC-PBG結(jié)構(gòu)，達到了小型化的目的；詳細闡述了DGS的基礎(chǔ)理論，討論了各個參數(shù)對于其帶隙的影響，得到了DGS結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，最后分析了DGS結(jié)構(gòu)小型化方法。
　　最后將過孔型高阻抗表面PBG結(jié)構(gòu)和UC-PBG結(jié)構(gòu)應(yīng)用到偶極子天線和阿基米德螺旋天線，仿真所得結(jié)果與理論分析吻合得很好，證明了在上述兩種天線上附加PBG結(jié)構(gòu)能夠有效改善天線的多項指標(biāo)，同時研制了低剖面偶極子天線并對其進行了實測，和仿真結(jié)果基