二维光子晶体接地板对微带贴片天线性能的改善

给出了一种基于光子晶体接地板的新型微带贴片天线.这种微带贴片天线被置于具有二维光子晶体接地板的介质基片上,此结构能够有效地阻止表面波的传输.利用Ansoft公司的高频电磁场仿真软件HFSS研究了该光子晶体材料的阻带位置和阻带带宽,以及这种光子晶体微带天线的输入反射损耗和方向图等重要参数,并与普通微带贴片天线进行了比较,结果表明,光子晶体结构增大了微带天线的工作带宽,提高了前向辐射的增益.     

基于光子晶体的多频微带缝隙天线的设计与仿真

在普通微带缝隙天线介质基板内引入光子晶体结构,设计了一种基于PBG结构的多频微带缝隙天线,采用平面波展开法对该天线进行了理论分析,并用HFSS 10.0对该天线进行了仿真.与传统的微带缝隙天线相比,PBG结构的引入改善了微带缝隙天线的辐射特性及多频工作性能.该天线可以用于跳频通信系统中.     

一种基于PBG结构的多频微带天线的分析与设计

在C型缝隙微带天线介质基板内引入光子晶体结构,设计了一种基于PBG结构的多频微带天线,此天线采用在C型缝隙天线贴片下方挖出凹槽,将辐射板放入凹槽中,并在微带天线的介质基板中引入高度不同的周期性三角柱空气隙PBG结构的设计方案.采用基于有限元方法的电磁仿真软件Ansoft HFSS10.0对所设计的天线进行了仿真.与普通...     

基于光子晶体的小型微带天线的分析与设计

针对传统微带天线低频端尺寸较大的缺点,设计了一种基于光子晶体的新型微带天线结构,即通过采用在传统微带天线贴片下方挖出凹槽,将辐射板放入凹槽中,并在微带天线的介质基板中引入高度不同的周期性圆柱空气隙光子带隙（PBG）结构的设计方案。采用基于有限元方法的电磁仿真软件HFSS 10．0对所设计的天线进行了仿真。仿真结果表明,当回波损耗小于-10．0dB时,天线的工作频段分别为2．40GHz～2．51GHz和3．54GHz～3．62GHz,且天线在这两个频段内具有良好的辐射特性。与传统的微带天线相比,所设计的天线后向辐射明显降低,且其整体尺寸减少了59．19％,从而验证了这种设计方案的有效性。     

一种基于光子带隙结构的新型圆极化天线

分析了一种畸变式共面紧凑型光子带隙(DUC-PBG)结构的阻带特性,论证了其结构比传统的UC-PBG更加紧凑,因而更有利于实现光子晶体天线的小型化。在提出一种圆极化微带天线的基础上,将这种DUC-PBG结构刻蚀在贴片天线的周围,并使得天线的工作频率落在它的阻带范围内,以此来实现抑制表面波和改善天线性能的目的。通过对该结构进行数值仿真,证实了该设计在抑制表面波、削弱交叉极化分量、提高增益及改善天线的辐射方向性等方面的有效性。     

共基板微带天线隔离技术研究

对共介质基板结构微带天线的隔离措施进行了论述.通过分析天线基板表面波耦合现象及数值仿真结果,总结了改善该结构天线隔离度的一般规律.提出一种改进型微波光子晶体结构,创新性地将其用于天线间隔离,其性能明显优于普通的隔离措施.制作了试验实体,测量数据与数值仿真吻合较好,验证了隔离措施的有效性.所得结论和试验结果为改善相似结构天线的隔离度提供了依据.     

基于高阻抗表面PBG结构微带天线的设计与分析

以高介电常数介质为基底,利用辐射贴片开槽和微带馈电技术,设计了一款尺寸仅为16mm×12.45mm的小型微带天线。通过在此天线微带贴片周围加载高阻抗表面型光子晶体,有效抑制了表面波,改善了以高介电常数介质为基底的贴片天线的性能,实现了一款多频小型化PBG天线。HFSS仿真结果表明,加载高阻抗表面结构后的微带天线出现了三个谐振频点,分别为2.74、2.86和3.80GHz,其对应的增益分别达到6.02、8.38和5.69dB。所设计的光子晶体天线物理尺寸较小,方向性良好且具有多频特性,因此可为实际通信天线的应用提供参考。     

光子晶体在分布式干扰机系统中的应用

光子晶体是一种具有具有频率禁带的新型周期结构，它独特的频率带隙特性使得光子晶体具有广泛的应用前景。介绍了光子晶体的基本概念，研究了高阻电磁表面的结构和电磁特性。对高阻电磁表面在分布式干扰机系统中的应用进行了研究，设计了一种用来改善干扰机系统中平面螺旋天线性能的高阻电磁表面结构，测量结果表明其对降低天线背瓣、增加天线增益以及减小收发天线耦合等方面有显著效果。     

缺陷地结构在微带天线小型化中的应用

给出一种利用缺陷地结构实现天线小型化的方法,将缺陷地结构用于微带天线小型化的设计中,并对缺陷结构的尺寸与天线小型化的效果进行了分析。采用Ansoft HFSS进行仿真,在谐振频率为2.45 GHz的微带贴片天线的介质板上引入一种新型缺陷地结构,比较加入缺陷地结构前后天线的各项参数。其结果表明,该结构在保证天线性能的情况下,天线体积减小了30%以上。     

蒙皮天线的浅介质腔体散射特性分析

随着隐身技术的不断发展,天线雷达散射截面( RCS)的缩减成为实现低散射平台电磁隐身特性的关键。蒙皮天线是天线RCS缩减的重要技术方向,而腔体散射又是蒙皮天线难以避开的问题,因此,介质浅腔的RCS缩减是实现低RCS天线的重要保障。通过仿真软件FEKO对浅腔、介质及介质浅腔的散射特性进行研究,得到了介质浅腔散射随介质浅腔深度呈现单调变化的条件,给出了一种具有低RCS值的菱形介质浅腔设计方法。该方法利用天线电性能及介质浅腔隐身性能对介质板厚度呈现单调变化的特性,在满足天线驻波比要求的基础上,通过尽量减薄介质基板的厚度实现介质浅腔RCS的缩减。实测结果表明,通过上述方法设计的介质浅腔的RCS得到了接近10 dB的缩减效果。     

0.2 THz频段的光子晶体微带天线研究

将缺陷型一维光子晶体应用在微带天线上,设计了一款工作在0.2 THz 频段处的光子晶体微带天线,并且利用基于有限元法的三维电磁仿真软件 HFSS 以及软件 Origin 进行模拟仿真及作图。研究表明：光子晶体微带天线的增益可以达到9.3 dB,与普通微带天线相比增益增加了2.5 dB。并且讨论了光子晶体的周期层数对微带天线的影响,发现光子晶体周期层数为3层时,天线的回波损耗最低。然后以周期层数为3层的光子晶体微带天线为例,讨论了不同的光子晶体与微带天线的距离对天线的增益和回波损耗的影响。     

平面波展开法在质量分数测量上的应用研究

为了提出测定果糖质量分数的新方案,采用光子晶体平面波展开法进行了理论分析和数值模拟。通过研究以硅半导体材料为背景介质周期性排列空气孔圆柱构成的光子晶体,分别取得了正方晶格和三角晶格的空气孔结构光子晶体的TE模、TM模禁带结构特性。结果表明,在高频率区域,2维正方晶格或三角晶格结构各向同性光子晶体的光子带隙随待测质量分数不同是单调变化的;同时,晶格结构对光子带隙有一定的影响,不论是在正方结构还是三角结构光子晶体中,TE模带隙都比TM模大得多。这对质量分数测量和高血糖患者的临床应用有一定的指导作用。     

内嵌结构光子晶体在F 型微带天线中的应用

对常用的正方晶格光子晶体结构进行改进优化,设计出一种新型内嵌结构式二维光子晶体,即在普 通正方晶格光子晶体内部嵌入同类晶格的光子晶体。将该结构光子晶体应用到F 型微带天线中,采用平面波展开 法,进行大量仿真计算。结果表明:与传统的微带天线相比,加入该结构光子晶体后的微带天线回波损耗由 -18. 2465dB 降低到-41. 0624dB。天线具有更好的阻抗特性和辐射效率,方向图有所改善,背瓣辐射最大处减少约 5dB。这种新型的光子晶体微带天线达到了提高天线性能的目的。     

Design of slotted patch antenna based on photonic crystal for wireless communication

Nowadays, the wireless communication is improved in numerous ranges, and the use of the high speed of data rate in the communication systems is needed. The standing problem of high‐performance planar antenna is reduced by the recently developed artificial dielectric called photonic crystal, which is used to control and manipulate the optical property of light. This paper addresses the slotted tube antenna structure, and the investigation is done by the concept of triangular lattice structure based on the photonic crystal. This utility enhances the return loss of ?57.81 dB and the voltage standing wave ratio (VSWR) of 1.002 at 2.37 THz operating frequencies. The increase in hole radius provides the shifting in zero dispersion point towards the shorter wavelength that helps for faster data rate transmission applications. Further, to characterize the model of the proposed antenna, the optimal value of the air hole, lattice constant value between holes and the thickness of the slot are found and the related parameters of such antenna are studied with the support of simulation software CST microwave studio.     

基于EBG光子晶体结构的新型Ovate天线

首先研究了基于平面超宽带Bowtie蝶形天线原理的Ovate卵形天线,然后对其结构进行进一步研究,提出了一种基于新型EBG（Electronic Band Gap）光子晶体结构的Ovate天线。结果证明,与之前Ovate天线相比较,采用新型EBG结构,即Springboard结构的Ovate天线在2G～6.5G频段拥有更好的回波损耗、增益和驻波比。     

1维光子晶体的能带结构分析

为了分析研究1维光子晶体的结构参量对其能带结构的影响,并把这种影响作用应用到滤波器的设计中,采用传输矩阵法、利用MATLAB仿真软件,对不同结构参量的1维光子晶体的能带结构进行了计算仿真,分别得到了不同周期数、不同介质层厚度、不同介质折射率的1维光子晶体的能带分布图,进一步分析比较,得出了1维光子晶体的结构参量对其能带结构的影响。结果表明,较大的周期数可以使1维光子晶体的禁带边缘更加陡峭,通带透射性增强,能带分布更加分明;介质层厚度可以调节光子晶体的能带分布情况及能带宽度;介质折射率比值可以改变禁带宽度,禁带宽度随介质折射率比值的增大而增大。这些结果对宽带带阻滤波器的设计是有帮助的。     

光子晶体结构贴片天线研究

采用时域有限差分法(FDTD)研究光子晶体带隙结构(PBG)对贴片天线性能的影响,设计了一种基于光子晶体结构的贴片天线,通过仿真,与普通贴片天线进行了对比.结果表明,通过添加光子晶体结构能提高天线增益.     

一种THz频段高效光子晶体微带天线分析

对一款THz频段矩形微带贴片天线进行理论分析与设计,采用光子晶体带隙结构介质,通过对空气孔半径、孔距和微带线宽度的扫频分析,微带天线获得最佳传输性能。仿真结果显示天线的回波损耗从-19.45 dB降至-41 dB,驻波比(VSWR≤2)阻带带宽从3%增加至4.1%,最大增益天线辐射方向达到8.8 dB。仿真结果表明:光子晶体带隙结构能有效提高天线的传输效能。     

大带隙2维正方晶格光子晶体的优化设计

为了研究2维正方晶格光子晶体的完全带隙特性,采用平面波展开方法模拟了两种结构2维光子晶体,在固定光子晶体周期常数a的前提下,研究了2维正方晶格光子晶体的完全禁带随柱半径和折射率的变化规律。结果表明,以空气为背景的锗介质柱组成的光子晶体,随着半径的增大,完全带隙宽度先增大后减小最后消失,填充比为38.3%时,同时增大介质柱的介电常数,在介质柱折射率为4.2处,完全带隙最大,带宽是0.02754(ωa/(2πc));以锗为背景的空气柱组成的光子晶体,光子禁带对应的无量纲频率随半径的增大而增大,填充比为48.3%时,同时增大背景介质的介电常数,出现多个完全带隙,在背景折射率为6.2处,完全禁带最大,带宽为0.02922(ωa/(2πc))。光子晶体带隙的频谱响应也表明了完全带隙的范围。这为大带隙2维正方晶格光子晶体的设计和制备提供了依据。