具有PBG結構的微帶天線研究.pdf

1、具有PBG(Photonic Band-Gap)結構的微帶天線研究是近年來興起的一個新的研究領域。為了達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)絡等措施，帶來很大的表面波效應。PBG結構所具有的帶阻特性，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)外研究機構已經(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。本文首先詳細闡述了PBG結構的基本性質(zhì)和基礎理論，并歸納了目前應用比較廣泛的PBG結構的分析方法，綜述了PBG結構在微波頻段的主要應用。對微帶天線的基本輻射原理和設計方法進行了簡要介紹，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。然后對高阻抗表面PBG結構進行了詳細的理論分析，討論了PBG結構各個參數(shù)對于其傳輸特性的影響。通過C

3、ST-Microwave Studio仿真軟件分別對高阻抗表面PBG結構和UC-PBG結構進行了仿真，在此基礎上對PBG結構的各項指標進行了優(yōu)化，在要求的頻段內(nèi)得到了比較理想的結果。最后分別對地板腐蝕型PBG結構、高阻抗表面PBG結構和地板腐蝕型PBG結構微帶天線進行了仿真。仿真所得結果與理論分析吻合得很好，證明了在微帶天線上附加PBG結構能夠有效改善天線的多項指標。同時制作了具有UC-PBG結構的GPS圓極化微帶天線并對其進行了實測。