电磁带隙结构的研究及在微带天线中的应用

发布时间：2020-10-21 04:39

　　 电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)具有电磁禁带、同相位反射特性,因此,自1987年提出以来,经过十多年的快速发展,现已成功应用于高性能毫米波天线、滤波器、谐振器、高性能放大器等设备中。本文首先研究了EBG结构的理论和带隙特性,然后将EBG结构应用到天线设计中。具体研究内容如下:(1)分析对EBG结构的带隙特性产生影响的主要因素。本文首先从介质基板的厚度、金属贴片的面积、金属通孔的大小、单元间距四个方面展开分析,接着对EBG单元表面开槽情况展开探讨,最终由周期性的EBG结构过渡到非周期性的EBG结构,对非周期性EBG结构的性能影响因素进行分析。(2)基于周期性EBG结构,研究了一款应用于WLAN中的MIMO天线。测试结果显示,相比于传统的MIMO天线,EBG天线的相对带宽提升了34.9%,增益提高2.6dB,后向辐射减小了25 dB,在整个工作频段内EBG天线的隔离度(S_(21))小于-25 dB,交叉极化小于-15 dB。(3)基于非周期EBG结构,设计了一款双频微带天线。微带天线的两个谐振频点分别为4.9 GHz和5.4 GHz;测试结果显示:相比于传统的微带天线,非周期EBG天线的相对带宽分别提升了41%和25.4%;增益在两个谐振频点处分别提高了2.5 dB和0.86dB;交叉极化都小于-20 dB。(4)基于非周期EBG结构,设计了一款MIMO天线。天线的谐振频率为5.75 GHz和6.44 GHz;对非周期EBG天线进行加工测试,相比于传统的MIMO天线,非周期EBG天线的相对带宽分别提升了28.9%和27.8%,非周期EBG天线增益分别在两个不同的谐振频点处提高5 dB和1.1 dB;非周期EBG天线的隔离度在整个工作频段内都小于-20 dB。
【学位单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN822
【部分图文】：

共同遵从于 Maxwell 方程，到实验测试都有可靠的技术和仪BG 得到快速的发展，而且相关理波波段的研究涉及低损慢波线[29-器、高性能微波天线[30-36]、相控阵结构，其一按照周期性来分，有一维、金属型和金属－介质混合型等；振型。G 结构是雅布罗洛维奇在 1990 年～13 GHz（3 GHz）。该 EBG 结构列，每个孔洞都穿透三次，每一，其制作出的结构如图 1-1。

图 1- 2 介质穿孔型的 EBG 结构Fig.1- 2 The medium piercing EBG structure外，还有金属构成的电磁带隙结构。金来，做成二维金属型 EBG 结构。金属型（甚至零频）开始，而且带隙比较宽[37-在某种媒质载体上还可以建立在空气中带结构的微波器件得到广泛应用，在微点。在介质基板上打孔（不包含接地板EBG 结构，如图 1- 2，这种结构已经被或金属型 EBG 结构，如果从其带隙形性比较好，但由于这种电磁带隙结构应波长的一半），因此，布拉格散射型的，在实际使用中会受到尺寸的限制。构的进一步研究，人们开始根据电磁带

图 1- 3 高阻抗表面电磁带隙结构Fig.1- 3 HIS electromagnetic band gap structur设计原理形成原理出发，电磁带隙结构可划分为两 1-4 和图 1-5 所示。在发展历程中，最先构，布拉格散射型电磁带隙结构的周期长/ 2ga 0gecf 带隙结构单元周期的尺寸，λg为电磁带隙的有效介电常数，c 表示光速，f0表示中构的两个基本类型为高阻抗表面结构与共
【参考文献】

相关博士学位论文 前2条

1 梁乐;紧致型电磁带隙结构和双负媒质结构研究[D];西安电子科技大学;2008年

2 李龙;广义电磁谐振与EBG电磁局域谐振研究及应用[D];西安电子科技大学;2005年

本文编号：2849649