● 摘要
近年来,以光子晶体为代表的新型人工电磁材料(Metamaterials)在国际电磁科学领域引起了越来越广泛的关注和重视,相关的理论研究及其应用探索成为人们研究的热点。电磁带隙(Electromagnetic Band Gap, EBG)结构作为一种新兴的人工电磁材料。由于其本身具有禁带特性和同相反射的优越性能,应用于天线/天线阵中,可以有效地改善天线的辐射方向图,提高增益,减小旁瓣和后瓣,减小阵列单元的互耦等等,极大地提高了天线的工作性能,满足了现代无线通信技术对高性能天线的要求,从而使得它在微波通信领域的应用日益广泛。EBG结构也向着小型化宽频带的方向发展,并且随着应用领域的增加,需要具有可重构特性的EBG结构和共形EBG结构。
本课题首先在研究EBG性能的基础上,设计了具有小型化宽频带特性的新型EBG结构,将设计的EBG结构应用于圆极化天线,显著改善了天线的前后比。接下来研究可重构EBG结构的相关性能,在EBG结构的间隙处加载集总元件(二极管),通过二极管的通断实现了EBG结构的可重构性,并将可重构EBG结构应用于天线,实验证明了可重构EBG结构能改变天线的方向图。最后研究共形EBG结构的特性,将普通平面EBG结构进行载体共形,与八木天线阵列构成单脉冲系统,并进行仿真分析和实物测试,证明了共形EBG结构同样具有抑制表面波传播的作用,使天线系统的和差方向图满足指标要求。
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