应用EBG结构抑制电磁干扰的研究

电磁带隙结构(EBG)是一种周期性结构,具有明显的带阻特性。首先介绍了EBG结构的特点,通过理论分析计算和仿真,阐述了其禁带形成的原因,依据EBG结构所具有性质的特点,分析了该结构对表面电流的影响。并利用EBG结构带阻特性以及影响表面电流的特性,将其应用于抑制表面电流从而减小电磁干扰(EMI)。通过仿真建模实验、数据测量得到的结果,说明了将EBG结构应用于抑制电磁干扰的可行性。     

一种双层渐变的EBG结构滤波器

电磁带隙(EBG)结构在微波波段具有广泛的应用,该文研究了一种双层渐变的EBG结构,该结构的接地板上刻蚀了6个周期性的圆,贴片是由6个蝶形单元组成,通过仿真实验确定了圆的半径和与蝶形单元的相对位置.与传统的电磁带隙结构相比,该结构具有小型化和结构紧凑的特点.同时还研究了一种在接地板上刻蚀非周期性圆的结构,此时圆的半径按照渐变函数有规律的变化,结果表明,渐变形式的引入减小了电磁带隙结构的通带波纹,这使得电磁带隙结构具有很好的阻带特性和较小的通带波纹.     

双层EBG结构的优化设计

研究了一种新型的双层电磁带隙(EBG)结构,该结构在金属导带上刻蚀蝶形单元,在接地板上刻蚀圆环孔,并运用粒子群优化算法(PSO)与高频电磁仿真软件(HFSS)相结合的方法对接地板刻蚀圆孔进行优化,使结构的传输特性更好.在优化过程中,首先对圆孔的外径进行优化,然后在此基础上再优化内径,通过仿真计算结果可看出,优化后-10 dB的相对带宽和阻带的衰减值分别增加了22.69％和15.26％,通带波纹减小了76.76％.优化后结构的频率特性较好,优化效果理想.     

一种微带结构的EBG特性研究

对加载开路短截线的微带线的EBG特性及应用进行了研究.通过理论分析和实验证明其不仅表现出显著的阻带特性,还具有以下独特性质:阻带中心频率主要由短截线决定;周期长度可以远小于半波长;取适当参数,在特定阻带中心会出现衰减很小的尖峰.最后采用该结构研制了一个宽带低通滤波器.     

一种双频的EBG结构天线

本文描述了一个高性能的在背面加载电磁带隙结构的双频共面贴片天线,天线工作频率分别为2．45GHz和5GHz,电磁带隙结构由一个3＊3的单元组成。本论文分别对共面天线,电磁带隙,和集成的天线做了阐述,尽管EBG结构比较小,但是在抑制背面辐射,提高天线增益方面获得了很好的效果。     

一种新型混合型超宽带EBG 结构*

针对当前电磁带隙（EBG）结构存在下截止频率高、阻带范围小与抑制程度差等问题,提出了一种结合L 型 EBG 与Meander 型EBG 的混合型电磁带隙结构。将所提结构应用在电源分配网络（PDN）的电源层,同时保持地层的完整性, 构建新型电源/地层结构。以抑制深度-30 dB 作为参考标准,所提EBG 结构阻带带宽可以达到270 MHz~30 GHz 以上,与传统 的EBG 结构相比,能够实现更宽的抑制范围。仿真与实验结果表明所提结构在电源/地层间噪声抑制方面改善明显,验证了 所提结构的有效性。此外,本文还研究了单根和差分信号线下的信号传输特性。结果表明,当采用差分线时,该结构在保持良 好的SSN 抑制性能的同时能够实现较好的信号完整性。     

条带型人工磁导体结构及其反射相位特性分析

通过分析蘑菇形AMC(人工磁导体)结构单元形状对反射相位特性的影响,发现其反射相位特性只与结构单元中与入射波极化相同方向上的尺寸有关。引入了条带形AMC结构,计算分析了它的反射相位带隙特性与表面波带隙特性。结果表明:这种结构与常用的蘑菇形AMC结构相比,虽然具有相同的反射相位特性,却有着不同的表面波带隙特性。     

EBG结构磁性材料微带天线的研究与设计

以磁性材料(JV-5)作为基板,设计双L型结构的微带天线,带宽是普通基板的2倍以上,尺寸缩小了40%。在此基础上引入电磁带隙(EBG)结构,设计了一种基于磁性基板EBG结构的微带天线,该EBG结构采用接地板腐蚀性,即在地板上腐蚀出周期H型和圆形结构,采用电磁仿真软件HFSS14.0进行仿真设计。结果显示,与非磁性材料做基板的微带天线相比,EBG结构磁性材料具有小型化和宽频化突出优点,相对带宽达到10%以上,增益方面略有降低,引入EBG结构后能在一定程度上减小了天线的尺寸同时增大了天线的带宽,改善了天线的增益和辐射特性。     

EBG结构磁性材料微带天线的研究与设计

以磁性材料(JV-5)作为基板,设计双L型结构的微带天线,带宽是普通基板的2倍以上,尺寸缩小了40%。在此基础上引入电磁带隙(EBG)结构,设计了一种基于磁性基板EBG结构的微带天线,该EBG结构采用接地板腐蚀性,即在地板上腐蚀出周期H型和圆形结构,采用电磁仿真软件HFSS14.0进行仿真设计。结果显示,与非磁性材料做基板的微带天线相比,EBG结构磁性材料具有小型化和宽频化突出优点,相对带宽达到10%以上,增益方面略有降低,引入EBG结构后能在一定程度上减小了天线的尺寸同时增大了天线的带宽,改善了天线的增益和辐射特性。     

基于Mushroom-like EBG的双带隙电磁带隙结构研究

针对工程应用的要求,根据Mushrooa-like EBG结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,提出了一种双带隙紧凑电磁带隙结构.该结构通过引入交织螺旋导带来增加等效电感效应,减小了周期单元尺寸.采用了交替排列凹凸金属贴片,实现了可重构的双频率带隙.最后通过对3×5 EBG单元阵列的仿真实验,证明了该设计是有效的.     

EBG 结构中引入单元尺寸渐变对带隙展宽的作用

针对EBG 结构带隙带宽较窄这一问题,提出一种新的实现方法——单元尺寸线性渐变方法,在不增大结构尺寸的条件下实现了更宽的带隙。文中以微带EBG 和Mushroom-like EBG 两种结构为例进行分析计算,仿真结果表明单元尺寸渐变可以使这两种EBG 结构的带隙带宽增加30%~40%,为拓展EBG 结构的带隙带宽提供了一种新的途径。     

曲面EBG结构带隙特性的研究

利用光学B ragg反射条件,设计了一种曲面电磁带隙结构。采用悬置微带线法,分析了其结构参数以及圆柱结构参数对带隙特性的影响。结果表明,结构参数对表面波带隙影响的规律与平面上一致,圆柱曲率对表面波带隙的影响不是太大,只是带隙中心频率略有下降。这一结论对在曲面共形天线上应用电磁带隙结构提高天线性能有重要的指导意义。     

加载叉型电磁带隙结构的微带天线设计

分析了电磁带隙结构的原理及其特有的抑制表面波的特性,通过在原有贴片天线上加载结构紧凑的叉型电磁带隙结构来设计天线,并对中心频率为7.5GHz的叉型电磁带隙结构微带天线进行了仿真研究.结果表明,加载叉型电磁带隙结构以后,微带天线的增益提高2dB以上,天线方向图改善.研究结果对实现高效紧凑天线具有参考价值.     

加载电磁带隙结构的低剖面等角螺旋天线

介绍了平面等角螺旋天线的原理和设计方法,运用以有限元法为原理的专业软件Ansoft HFSS对加平板式低剖面等角螺旋天线（EAS-PEC）进行了仿真;研究了一种加载电磁带隙结构的低剖面等角螺旋天线（EAS-EBG）,该天线是在保持低剖面和不扩大横切面积的情况下,将小型EBG结构插入加平板式低剖面等角螺旋天线中,以优化轴比。仿真结果表明,加载电磁带隙结构的模型在工作频带4～8GHz内降低了轴比（特别是在5～7GHz内降低了3dB的轴比）,且没降低增益。在不改变外形尺寸的情况下,为优化低剖面等角螺旋天线的性能提出了一种可行的技术途径。     

一种新型波束可控的口径耦合天线

设计一种基于人工电磁结构（AMC）的新型口径耦合天线。对加载了AMC 结构的口径耦合天线进行仿真。 根据仿真结果,天线的工作频率为5.5GHz,辐射的波束指向21°时增益为6.4dB。文中对天线的参数进行分析,波束 的偏移角度与AMC 结构的有关。将AMC 结构变为一排,天线波束可以指向11°。根据天线单元构造1×2 的子阵, 阵列天线具有更高的增益和带宽,并可以有波束的偏移。 天线子阵工作在5.5GHz 时天线的波束指向为26°,增益 8.47dB。     

基于曲率尺度空间的指纹特征提取算法

提出了一种基于曲率尺度空间(Curvature Scale Space,CSS)的指纹特征提取方法,它不同于经典的基于细化的算法.首先使用Canny算子得到增强后指纹脊线的轮廓,接着计算轮廓中每点的曲率,找出局部曲率最大点作为候选的细节点,然后使用自适应阈值和支撑域(Region of Support,ROS)删除由噪声产生的虚假点;最后利用指纹的细节点附近的轮廓和灰度信息,确定细节点的方向和类型,并使用得到的方向和类型进一步删除虚假细节点.该算法在FVC2002指纹数据库中进行测试,实验结果表明,该算法计算复杂度低,得到的指纹细节点精确、稳定,因此适合实际应用.     

平板光子晶体中电磁波的全反射贯穿特性

为了研究一维平板光子晶体中电磁波的全反射贯穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维平板光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射贯穿效应。得出了全反射贯穿效应随模式量子数的变化规律,全反射贯穿效应随平板厚度的变化规律,全反射贯穿效应随周期光学厚度的变化规律。     

电磁周期性结构的可视化教学探究

电磁周期性结构是研究生电磁场理论课程的重点,但又因概念抽象和数学繁难成为一大教学难点。为降低理解和掌握难度,以开敞平板折皱表面为例介绍了一组可视化教学方案。通过用Matlab和单元的CST本征模分析复现色散特性,用CST时域分析有限长周期性结构的场分布特性,帮助学生熟悉教学内容,特别是借助可视化结果深化了对概念和特性的理解,同时编程和仿真技巧也得到充分训练。     

反射式相位延迟器的性能研究

多层介质反射镜在非正入射的时候,两个不同的偏振态之间会产生不同的相移。通过优化设计,入射角为45°,在1285～1345nm之间p,s波获得了270°±0.15°的相移和99.5%以上的反射率。对使用的膜系进行了每层光学厚度的误差分析。用离子束溅射技术制备相位延迟膜,在大气中对样品进行不同温度的退火,用分光光度计测试了光谱特性和用椭偏仪测试了相位特性。结果表明,未退火的样品在相应波段获得了267.5°±0.5°的相移和99.6%以上的反射率;根据拟合分析,最外层的误差和折射率与设计值的偏差是发生相移偏小的主要因素;随着退火温度的升高、折射率变小和物理厚度变大,相移将变小。     

通信电台电磁脉冲阻塞效应规律与作用机理

为揭示通信电台电磁脉冲阻塞效应机理,在受试电台正常工作状态下,借助注入耦合模块实验研究了阶跃脉冲串和双指数脉冲串对数字通信电台误码率的影响规律。引入电磁脉冲对受试设备影响时间的概念,建立了与连续波阻塞效应等价的电磁脉冲阻塞敏感判据。实验结果表明:电磁脉冲对受试设备的影响时间取决于脉冲波形,可通过效应试验测试确定。在电磁脉冲重复率较低时,受试电台的临界干扰电平与脉冲重复率无关,属于单脉冲效应;当脉冲重复率大于电磁脉冲影响时间的倒数时,受试电台的临界干扰电平随脉冲重复率增加而降低,属于多脉冲累加效应。将电磁脉冲在影响时间窗口内进行频谱分析,采用连续波带内多频阻塞效应模型进行验证,误差在2dB以内。