螺旋地板式电磁带隙结构的传输特性分析

为了实现电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)的小型化,提出了一种螺旋地板式电磁带隙结构,即通过在接地金属板上加载螺旋结构的方法来减小谐振频率,实现EBG单元结构的小型化,并用HFSS软件建立结构仿真模型,分析了螺旋线单元长度变化对电磁带隙特性的影响规律。结果表明增加螺旋线单元长度可以使频率带隙向低频方向移动。最后,将地平面加载与未加载螺旋结构的两种EBG进行仿真分析。结果表明,螺旋地板式EBG能够抑制更低频段的电磁波,达到了EBG单元结构小型化的目的。     

带电磁带隙结构微带天线的时域溅射特性研究

在微带天线上加电磁带隙(Electromagnetic Band Gap,EBG)结构,能够有效减小天线工作频带内的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),目标识别比较困难.利用时域散射波形特性,与频率RCS相结合,实现低RCS目标的测量.采用并行时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)对带EBG结构的微带天线的时域溅射特性进行了研究,分析了其时域散射波形形成机理,研究了其双站时域散射特性以及频域RCS的变化规律.从而得出,带有EBG结构的天线虽然具有较低的频域RCS,"隐身"特性较好,但是其时域散射波形开始部分场值的幅度很大,需要经过一段时间场值稳定后才能呈现出低散射特性,本文把这种特性叫做时域溅射特性.     

基于三种尺寸L-Bridge单元的超宽带电磁带隙结构

通过把3 种不同尺寸的L-bridge 单元进行组合,在多层PCB 板的电源层上,设计了一种新的多周期平面型超宽带电磁带隙(Electromagnetic Band Gap, EBG)结构,可用于抑制数字电路系统中的同步开关噪声(Simultaneous Switching Noise, SSN)。利用HFSS 软件对该EBG 结构进行了建模和仿真,并在仿真基础上制作了电路实物,实测与仿真结果吻合良好。组合结构EBG 比传统L-bridge EBG 的阻带宽度有明显提高,当抑制深度为-40 dB 时,具有从0.8 GHz 到9.5 GHz 的超宽带阻带特性。     

双层双频电磁带隙结构的电磁特性

提出了一种双层电磁带隙(Electromagnetic Band Gap,EBG)结构,构建其电感电容(Inductance Capacitance,LC)等效电路并推算出双层EBG的谐振表达式,通过仿真软件对双层EBG结构上下两层的参数进行调节,分析各参数对电磁特性的影响规律,结果表明双层EBG可以产生两个零位相频率点,下层结构对应的零位相频率主要与下层的介质厚度及贴片大小有关,几乎不受上层的影响,而上层结构的谐振频率不仅与其自身参数有关也要考虑下层对其的影响,仿真结果与理论分析一致.该结构为EBG的具体设计和应用提供了指导依据.     

一种新型的具有双陷波特性的UWB天线

设计一款新型的具有双陷波特性的超宽带（Ultra Wide Band,UWB）天线。该天线通过在辐射单元中开π型槽和集成电磁带隙（Electromagnetic Band Gap,EBG）结构,实现了在3.06～13.6 GHz频带上的驻波比（Voltage Standing Wave Ratio,VSWR）小于2,也可以抑制3.3～3.7 GHz(WiMAX频段)、7.50～8.50 GHz（卫星X波段）的VSWR。设计的天线经过高频电磁仿真软件（High Frequency Structure Simulator,HFSS）仿真和优化后,得到了比较理想的回波损耗、增益以及良好的辐射方向图。最终的仿真结果表明,该天线能够较好地应用于超宽带系统中。     

一种新型的双带电磁带隙结构

提出了一种曲折型缝隙加载的新型双带电磁带隙结构,这一结构可以在相同介质层中利用一种单元实现双带的表面波带隙.使用无限周期的色散能带图分析其表面波带隙特性并加工了电磁带隙结构样品.应用一对探针耦合的方法测量了该结构的横电波(transverse electric,TE)和横磁波(transverse magnetic,TM)模式下表面波带隙,实验结果表明:利用色散能带图分析的表面波带隙与测量数据基本吻合,验证了缝隙加载方法实现双带表面波带隙的可行性.     

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.     

具有一维EBG结构的微带耦合器

通过分析负载对微带线耦合器耦合性能的影响,提出了一种具有电磁带隙结构的耦合微带线模型,能有效地提高传统耦合微带线的耦合强度.利用一维电磁带隙结构的宽带带阻特性,设计制作了一种具有电磁带隙结构的微带耦合器,在8～12GHz的范围内耦合度达到-1dB以上,实验结果与仿真结果能较好地相吻合.     

一种蝶形单元的电磁带隙结构的频率特性

电磁带隙结构是光子晶体中的一种,它可以广泛地应用于微波、毫米波波段.研究了一种具有蝶形单元的电磁带隙结构,通过理论分析获得它的ABCD矩阵,将ABCD矩阵转换为散射矩阵,进而得到该结构的频率特性.在这种电磁带隙结构中引入缺陷,采用同样的分析方法获得它的频率特性.通过仿真计算可以看出,具有蝶形单元的电磁带隙结构大约有2.8 GHz带宽的阻带,相对带宽为52%;而具有缺陷的电磁带隙结构在阻带中形成一个具有一定带宽的通带,且通带的频率很容易调整.     

电磁带隙结构加载的微带天线仿真设计

本文研究一种电磁带隙结构微带天线。分析电磁带隙结构的带隙特性,设计一个电磁带隙结构加载的微带天线,并进行仿真实验。仿真结果表明,将EBG结构置于微带天线阵的底部作为微带天线阵列的金属反射板,有效地抑制天线表面波的传播,降低微带贴片天线后瓣,提高天线增益。     

基于U型双平面电磁带隙结构的小型化低通滤波器

提出了新型的微波低通滤波器结构,利用人工电磁谐振结构的基本特性,当谐振单元的结构尺寸满足一定条件时,会产生带隙特性,阻带的频率宽度和抑制深度随着谐振器的阶数而变化,由此也会增大电路的结构尺寸。为了改善电磁带隙结构的频率响应特性,将周期性谐振单元在基板两侧对称分布,并通过在传输线上添加开路枝节谐振器和马刺线结构来增加传输零点,从而增大阻带频率宽度和带内抑制深度。同时,将渐变理论应用于电磁带隙结构以改善通带波纹系数。与传统电磁带隙结构相比,所设计的改进型电磁带隙结构既可以改善频域传输特性,又可以减小电路尺寸。     

EBG对圆波导介质棒相控阵扫描特性的改善

将电磁带隙(EBG)结构应用到圆波导介质棒相控阵列中,利用EBG结构所具有的表面波带隙特性有效消除了相控阵中的扫描盲区.比较了无限阵列的扫描特性和有限阵列中心单元方向图在EBG加载前后的变化.仿真分析表明,以EBG结构作为圆波导介质棒相控阵的地平面,能有效消除扫描盲区,扩展扫描范围.     

一种适用于同步开关噪声抑制的共面电磁带隙新结构

该文根据电磁带隙结构的带隙形成机理及共面电磁带隙结构等效电路分析模型,通过引入新型的C-型桥接连线及开槽设计,提出了一种适用于高速电路同步开关噪声(SSN)抑制的带有狭缝的共面C-型桥电磁带隙(CBS-EBG)结构。实测结果表明,在抑制深度为?40 dB时,阻带范围为296 MHz~15 GHz,与LBS-EBG结构相比,在保持高频段SSN抑制性能的同时,阻带下限截止频率由432 MHz下降至296 MHz,有效降低了带隙中心频率。研究了局部拓扑下的信号传输特性,结果表明,当采用局部拓扑并选择合适的走线策略时,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。     

一种采用电磁带隙结构地板的微带八木天线

提出了一种采用二维电磁带隙结构地板为反射器的微带八木天线.对所构造电磁带隙结构的电磁传输特性进行了研究,通过HFSS仿真和优化,使所设计天线的谐振频率落在电磁带隙地板阻带范围之内,有效地提高了天线的增益和阻抗带宽.实测结果表明,在2.3～2.75 Ghz频率范围,所设计天线的回波损耗S11≤-10dB,其阻抗相对带宽为...     

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。     

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。     

一种新型紧凑电磁带隙结构

设计了一种新型叉状电磁带隙结构(简称EBG)。该型EBG结构与传统的蘑菇状EBG结构相比尺寸减小近40%。在不改变周期的情况下,通过调整伸长窄带长度可以改变带隙特性频率。测量结果显示,新型EBG结构在宽频带内具有良好的阻带特性。用在微波集成电路中,可以减小电路尺寸和抑制阻带内波纹。     

紧凑型电磁带隙结构在短路微带天线中的应用

该文提出一种带有紧凑型电磁带隙结构的短路微带天线,并与相同尺寸的普通短路微带天线作比较。测试结果表明该电磁带隙结构天线在增益上增加了3dB, 面的交叉极化有了明显的改善。同时也证明了设计具有同样谐振频率的电磁带隙结构单元,使用这种紧凑型结构的单元边长尺寸仅为普通结构的5060％左右。这对最终实现电磁带隙结构微带相控阵天线具有重要意义。     

基于复合左右手传输线的2.45 GHz微带天线设计

基于复合左右手传输线基本原理, 提出了电磁带隙结构的双负媒质微带天线设计方法, 并制作了2.45 GHz的微带天线.该微带天线由2个单元的电磁带隙组成, 此电磁带隙结构经过优化采用非均匀结构, 可通过调整贴片尺寸和金属过孔半径来改变电磁带隙结构单元等效电路的并联部分电容和电感, 进而调节天线的谐振频率.设计并制作的微带天线其贴片整体尺寸为53.2 mm×19.8 mm, 在2.45 GHz的回波损耗为-32.6 dB, 方向图近似为8字形方向图, 最大增益为0.72 dB.仿真和测试的回波损耗、方向图符合得很好, 从而验证了这种设计方法的有效性.     

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。