具有PBG結(jié)構(gòu)的微帶天線研究.pdf

1、具有PBG(Photonic Band-Gap)結(jié)構(gòu)的微帶天線研究是近年來興起的一個(gè)新的研究領(lǐng)域。為了達(dá)到小型化和拓寬帶寬的目的，微帶天線往往采用高介電常數(shù)的基片和附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)等措施，帶來很大的表面波效應(yīng)。PBG結(jié)構(gòu)所具有的帶阻特性，可以有效地抑制特定頻帶范圍內(nèi)的表面波傳播，從而顯著提高微帶天線的方向性、阻抗特性和增益等性能。目前，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)在地面腐蝕型、基底鉆孔型、高阻抗表面、UC-PBG(Unipalar Compact

2、 Photonic Band-Gap)型微帶天線等方面開展了研究工作。本文首先詳細(xì)闡述了PBG結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)和基礎(chǔ)理論，并歸納了目前應(yīng)用比較廣泛的PBG結(jié)構(gòu)的分析方法，綜述了PBG結(jié)構(gòu)在微波頻段的主要應(yīng)用。對(duì)微帶天線的基本輻射原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡要介紹，討論了微帶天線的幾種常見分析方法，確定了所要研究微帶天線的基本形式、尺寸和饋電方式。然后對(duì)高阻抗表面PBG結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，討論了PBG結(jié)構(gòu)各個(gè)參數(shù)對(duì)于其傳輸特性的影響。通過C

3、ST-Microwave Studio仿真軟件分別對(duì)高阻抗表面PBG結(jié)構(gòu)和UC-PBG結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真，在此基礎(chǔ)上對(duì)PBG結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，在要求的頻段內(nèi)得到了比較理想的結(jié)果。最后分別對(duì)地板腐蝕型PBG結(jié)構(gòu)、高阻抗表面PBG結(jié)構(gòu)和地板腐蝕型PBG結(jié)構(gòu)微帶天線進(jìn)行了仿真。仿真所得結(jié)果與理論分析吻合得很好，證明了在微帶天線上附加PBG結(jié)構(gòu)能夠有效改善天線的多項(xiàng)指標(biāo)。同時(shí)制作了具有UC-PBG結(jié)構(gòu)的GPS圓極化微帶天線并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)測(cè)。