论文部分内容阅读
电磁带隙(Electromagnetic Band gap,EBG)结构是一种人造的周期结构,其结构紧凑,它具有表面波带隙和同相反射相位带隙,并且还支持慢波传播。近些年来,EBG结构被广泛应用在天线设计和微波器件电路中,不仅可以实现高性能天线和微波器件,而且还可以实现目标隐身。本文首先从等效电路模型、HFSS仿真和测量角度三个方面介绍了EBG结构的表面波带隙,从电磁理论和HFSS仿真两个方面介绍了垂直入射和斜入射平面波反射相位特性,最后介绍了天线散射的基本理论,为EBG结构的设计及其在天线设计和RCS减缩等方面的应用提供了理论基础。在前面的理论基础上,本文主要进行了如下工作:第一,首先分析了贴片型EBG结构各个结构参数对其同相反射相位带隙的影响,确定最终的EBG结构参数,将其以特定的方式加载在波导缝隙天线阵面上,实现了天线的带内RCS减缩,同时其辐射性能基本未受影响;然后设计了一种表面开槽的双频HIS结构,并通过分析HIS的结构参数对其同相反射相位带隙的影响,确定其最终尺寸,将HIS结构加载在双频微带天线的周围,实现了双频微带天线带内RCS减缩,且辐射性能基本未受影响。第二,利用HFSS软件建立Mushroom-like EBG结构的UC-EM模型,分析其结构参数对4.5GHz频点的慢波波长的影响,用EBG结构代替微带天线的接地板,设计了一种小型化微带天线。结果表明天线整体尺寸减小了83.34%,辐射贴片尺寸减小了59.5%,同时,阻抗带宽也有所展宽。第三,设计了一种具有高角度和极化稳定性的小型化EBG结构。该结构单元贴片中间部分采用螺旋形状以增大等效电容,周围用曲折微带线环绕以增大等效电感,上层金属贴片与接地板通过金属通孔相连。与相同单元尺寸的Mushroom-likeEBG结构比较,新型EBG结构具有高角度和极化稳定性,且-10dB表面波带隙中心频点降低了57.2%,零度反射相位对应谐振频点也降低了46.25%。