高阻抗表面PBG結(jié)構(gòu)貼片天線的研究與設(shè)計.pdf

1、由于微帶貼片天線具有體積小,重量輕,低剖面,易加工,共形等優(yōu)點,所以在軍事和民用方面都有著廣泛的應(yīng)用前景。眾所周知,集成電路的基底是一些高介電常數(shù)材料,位于高介電常數(shù)基底的貼片天線由于表面波的損耗輻射效率很低,并且頻率帶寬極窄,當(dāng)應(yīng)用的頻率變高時這種情況更加突出,導(dǎo)致貼片天線的增益和效率下降。為了實現(xiàn)微帶貼片天線的集成化,同時避免昂貴的基底混合技術(shù),就必須在高介電常數(shù)基底上實現(xiàn)高效率的貼片天線。
　　近年來出現(xiàn)的新型光子晶體貼片天

2、線能夠較好的改善以高介電常數(shù)介質(zhì)為基底的貼片天線的性能。通過在貼片天線中人為的引入光子晶體結(jié)構(gòu),并利用光子晶體的禁帶效應(yīng),抑制沿基底傳播的表面波,增加天線輻射到空間的電磁波,從而改善天線的性能。表面波抑制的另一個作用還可以有效的削弱陣列元件之間的互耦電平,并減少同一塊系統(tǒng)板上部件之間的相互干擾。
　　本文首先介紹了光子晶體結(jié)構(gòu)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r以及實現(xiàn)方法,為下面進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ);接著討論了光子晶體的基礎(chǔ)知識和理論分析方法,介紹了比

3、較常用的研究方法即布拉格散射理論和平面波法,并給出了光子晶體典型應(yīng)用;然后分析了微帶天線的輻射原理和設(shè)計方法,使用仿真軟件設(shè)計了一款常規(guī)微帶貼片天線,并求解了天線的相關(guān)參數(shù),以此作為比照對象;然后結(jié)合光子晶體理論知識,設(shè)計了一種高阻表面型光子晶體結(jié)構(gòu),并結(jié)合該結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種新型光子晶體貼片天線,仿真結(jié)果表明:PBG天線的帶寬比原貼片天線提高了約1.3％,增益提高了約1.6dB,證實了光子帶隙材料的引入可以有效的抑制表面波的傳播,從而改善