一种展宽电磁带隙结构的带隙带宽的新方法

本文通过对电磁带隙（EBG）结构等效电路的分析，研究了展宽其带隙带宽的方法，提出了一种新型的实现方法——组合单元法．以金属贴片表面螺旋电感的EBG结构为冽，验证了该方法的有效性和正确性，为解决EBG结构存在的带隙带宽较窄的问题提供了一种新的思路。     

基于共面紧凑的宽带隙微波光子晶体研究

针对一般共面紧凑电磁带隙(UC-EBG)结构相对带宽较窄的问题,根据EBG结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,对传统的UC-EBG结构进行了改进,提出了一种新型EBG结构。该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应;采用了更长的边缘耦合,延长了等效磁流,增强了等效电容效应。实验结果表明,这种新型EBG结构在同样紧凑的尺寸下,(带隙)的相对带宽可达40.9%～45.2%,比文献结构提高了约14.6%～18.9%,实现了紧凑宽带隙UC-EBG的设计目的。     

基于UC-EBG的紧凑微波光子晶体研究

为了提高微波光子晶体结构尺寸的紧凑性,根据其局域谐振原理和等效电路分析模型,对已有的电磁带隙(EBG)结构进行了改进,得到了一种新型EBG结构.该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应,同时采用了螺旋结构,延长了等效磁流,增强了等效电容效应.实验结果表明,新结构能够产生频率带隙,其带隙中心频率比已有的EBG结构低48.1%,且相对带宽也有24.3%的改善,达到了实现紧凑宽带EBG结构的目的.     

一种适用于高速电路中SSN抑制的紧凑型电磁带隙新结构

该文根据电磁带隙(EBG)结构的带隙形成机理以及共面EBG结构的等效电路,提出了一种适用于高速电路中同步开关噪声(SSN)抑制的紧凑型EBG结构,使用Ansoft HFSS对该结构进行仿真分析。仿真结果表明在抑制深度为-30 dB时,阻带范围为0.6-6.4 GHz,阻带带宽为5.8 GHz,与传统的L-bridge结构相比,阻带带宽增加了1.8 GHz,相对带宽增加了45%,实现了较低的带隙中心频率以及较宽的阻带带宽,并用Ansoft Designer通过时域仿真验证该结构具有较好的信号完整性。     

基于级联平面电磁带隙结构的降耦合研究

提出一种新型的平面紧凑型电磁带隙(EBG)结构。由于一种尺寸的平面EBG结构只能抑制一个带隙的表面波传播,因此设计了两种不同尺寸的表面开槽平面EBG结构,将其级联在双频微带阵列天线之间,使其带隙范围分别覆盖天线的两个工作频段。结果表明,新型EBG结构具有明显的电磁带隙特性,在6.43 GHz耦合减小9.77 dB,增益提高0.6 dB;在9.22 GHz耦合减小6.8 dB,增益提高0.7 dB。级联结构有效减小微带天线阵的耦合,提高增益。     

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.     

一种新型宽带电磁带隙结构

该文研究了实现宽带EBG(Electromagnetic Band-Gap)结构的方法。仿真结果表明利用周期渐变技术可以明显增加阻带带宽,进而采用单元尺寸加窗技术可以改善通带和阻带的平坦度。在该文的例子中,-20dB的阻带带宽增加了2096以上,3GHz以下的通带插损小于0.4dB。制作了相应的实际电路,实验结果与仿真结果基本相符。     

基于EBG 结构的W 波段宽带低损耗滤波器

基于电磁带隙结构(Electromagnetic Band-gap, EBG),本文设计实现了一种W 波段宽带低损耗带通滤波器。通过EBG 结构的频率带阻特性实现低通滤波,同时利用矩形波导固有的高通特性实现滤波器的低端频率截止。采用减宽波导加载微带EBG 结构的方式将高通与低通结构相结合,经过适当的阻抗匹配设计,实现了覆盖75～110GHz 全W 波段的宽带滤波特性。EBG 结构通过在5mil 厚Rogers5880 基片上制作一系列E 面周期加载的谐振单元构成。实物测量结果表明,在75GHz～100GHz 内,回波损耗典型值为-20dB,在100GHz～110GHz 范围内,回波损耗典型值为-15dB,全带宽内插入损耗典型值小于1dB。该滤波器可用于各种W 波段电子系统及测量设备中。     

高速印刷电路板中电磁带隙结构的同步开关噪声抑制和传输特性分析

该文从频域和时域两方面对一种正六边形贴片的电磁带隙(EBG)结构进行了特性分析和研究。利用等效电路理论分析和研究了贴片边长、贴片间距和过孔半径对该结构的带隙和传输特性的各自不同的影响,得到并验证了准确估算不同贴片边长带隙的上、下限频率和带宽的数学表达式。研究表明可以通过贴片间距来改变带宽,但不影响带隙左侧特性,过孔半径的缩小会导致带隙左移并变窄。最终分析了以EBG结构为返回路径的信号线的时域特性,实验证明EBG结构的周期越小,信号的传输质量越差。     

平面型紧凑微波光子晶体研究

为了提高微波光子晶体尺寸的紧凑性,根据其带隙结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,对传统的UCEBG结构进行了改进,提出了一种新型EBG结构.该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应,同时采用了更长的边缘耦合,延长了等效磁流,增强了等效电容效应.实验结果表明,新结构能够产生频率带隙,其带隙中心频率比传统的UCEBG结构低36.5%,且相对带宽保持不变,达到了实现紧凑UC-EBG结构的目的.     

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。     

Metamaterial Superstrate and Electromagnetic Band-Gap Substrate for High Directive Antenna

A high directive planar antenna made from a metamaterial superstrate and an electromagnetic band-gap (EBG) substrate has been investigated. A patch antenna surrounded with EBG structures is used as the radiation source. The CST Microwave Studio is used for the simulation. The results show that the gain of the antenna with metamaterial is 21.6 dB at the operating frequency of 14.6 GHz. Compared with the patch feed with the same aperture size but without the metamaterial superstrate, the performance of the antenna is improved obviously and the gain increases about 12.4 dB.     

一种二维金属电磁带隙结构的电磁传输特性

采用时域有限差分法与Floquet定理相结合，对由正方形金属柱构成的二维电磁带隙结构的传输特性进行了分析和计算，得到了不同频率的平面电磁波在不同角度入射时，该结构的传输参数及电磁特性。通过改变金属方柱的边长和间距，得到了电磁带隙结构的阻带中心频率的变化规律，进而得到了拟合公式，该公式计算结果与仿真结果间最大误差不超过2％，具有较好的可靠性和较高精度，可用于EBG结构的应用研究。     

Design and Realization of a Novel Compact Electromagnetic Band-Gap Structure

A novel compact electromagnetic band-gap (EBG) structure constructed by etching two reverse split rings (RSRs) and inserting interleaving edge (IE) on the patch of conventional mushroom-like EBG (CML-EBG) is investigated. Simulated dispersion diagrams show that the proposed EBG structure presents a 13.6% size reduction in the center frequency of the bandgap. Two comparisons have been carried out for the analysis of the effect of the RSRs and IE configuration. Then, a sample of this novel EBG is fabricated and tested, further experimental data agree well with the simulated results. Thus, this EBG structure makes a good candidate to decrease mutual coupling in compact microstrip patch array.     

A Double-sided Printed Dipole Array with an Electromagnetic Band-Gap Reflector

Electromagnetic band-gap (EBG) structures have unique properties in controlling the propagation of electromagnetic wave and have been applied to a wide range of electromagnetic devices design. In this paper, a double-sided printed dipole (DSPD) array backed by an EBG reflector is proposed for achieving a low-profile design as well as gain enhancement. Simulation results show that a reduction of more than 55% in antenna height can be obtained by placing the DSPD array over an EBG reflector rather than a perfect electric conductor (PEC) reflector. And the obtained gain of the antenna with an EBG reflector is about 1.9 dB higher than that with a PEC reflector at the operating frequency 2.77 GHz. The EBG reflector can be utilized to reduce a cavity-backed antenna height and enhance the antenna radiation efficiency. The design has a good potential application to antenna arrays with more elements in wireless communication.     

波导缝隙天线的EBG 的应用

研究一种新型的EBG 结构在波导缝隙天线中的应用。这种新型的EBG 具有可以有效抑制表面波的特性,提出了在阵面缝隙单元间加载EBG 周期单元结构的方案,抑制波导缝隙天线之间的互耦。通过与传统的波导缝隙天线进行比较得出加载新型EBG 结构的波导缝隙天线在互耦上有很大改善。     

Microstrip Patch Antennas on Tunable Electromagnetic Band-Gap Substrates

A tunable metamaterial in integrated circuit structures is investigated through an example of a microstrip patch antenna on a mushroom-type electromagnetic band-gap (EBG) structure. The patch antenna is designed as a half-wavelength resonator of an EBG loaded microstrip transmission line. The operating frequency of a patch antenna can be switched and controlled dynamically by loading diode switches in between vias and the ground plane. When the switches are on, the EBG surface is short to the ground and is at its on-state; while when the switches are turned off, the EBG surface is dc open and is at its off-state. It is found that the resulting patch antenna in-band resonant frequencies are very different at these two states. Antenna dual-band frequencies, gain, efficiency, and radiation patterns are characterized. The designed switchable EBG-patch antenna is fabricated and tested in these two states. The measurement is found in good agreement with simulation. An example is also given for the case of selected switches within the EBG elements to tune dynamically the resonant frequency.      

一种新型多周期平面电磁带隙结构

根据不同周期平面电磁带隙(EBG)结构所具有的不同带隙特性以及平面EBG结构的等效电路,提出一种新型多周期平面EBG结构。通过Ansoft HFSS软件对该EBG结构的电磁带隙特性进行仿真验证。结果表明:所提出的EBG结构抑制深度为-30dB时,阻带范围为0.7～8.4GHz,阻带宽度为7.7GHz.相对于传统大周期和小周期平面EBG结构,其阻带宽度分别增加2.1GHz和1.2GHz.仿真结果也表明新型EBG结构可以有效抑制同步开关噪声(SSN),并为展宽平面EBG结构的禁带带宽提供一种新方法。最后,通过时域仿真验证新结构具有较好的信号完整性。     

微波光子晶体的相位特性研究

为了实现微波光子晶体结构的小型化,根据其等效电路分析模型,提出了三种不同结构的双层电磁带隙(EBG)结构,通过仿真得到三种不同结构EBG的反射曲线,并与传统的单层EBG结构进行仿真和比较,进而分析了各种双层EBG的电磁反射特性的特点。仿真结果表明:三种EBG结构均存在零位相反射,但其反射频率不相同。与单层同参数的EBG结构相比,两种加载金属地平面的双层EBG结构的零位相频率点向高频移动,而未加载地平面结构的双层EBG结构所对应的零位相频率则向低频方向移动,该现象为小型化EBG单元结构提供了依据。