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高阻抗表面型PBG结构贴片天线的设计

2010-05-13周琨,姜兴

现代电子技术 2009年19期

周 琨,姜 兴

摘 要:将高阻抗表面型光子带隙材料用于微带贴片天线的设计,利用其频率带隙抑制天线中激励的表面波。求解辐射方向图,并与常规微带贴片天线相比较,证实了在表面波的影响比较显著的情况下,光子带隙材料的引入可以有效地抑制表面波的传播,从而改善原有天线的性能。仿真结果表明:PBG天线的增益比原贴片天线提高了约0.53 dB。

关键词:微带贴片天线;微带天线;光子带隙;表面波

中图分类号:TN82文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-092-02

Design of Patch Antennas Based on PBG Structure with High Impedance Type Surface

ZHOU Kun,JIANG Xing

(School of Information and Communication Engineering,Guilin University of Electronic Technology,Guilin,541004,China)

Abstract:Designing the patch antennas based on PBG structure with the high impedance type surface,this experiment uses the frequency band to inhibit the surface wave which produced by the antenna.To obtain the radiation orientation pattern,and compared with the conventional microstrip antenna patch,the article confirms that the introduction of photonic bandgap materials can effectively restrain the dissemination of surface wave when the situation is surface wave influence quite remarkable.Through this way to improve the original antenna's performance.Simulation results show that the gain of PBG antenna raised about 0.53 dB than ordinary patch antennas.

Keywords:microstrip patch antenna;microstrip antenna;photonic bandgap;surface wave

由于微带贴片天线具有体积小、重量轻、低剖面、易加工、共形等优点,所以在军事和民用方面都有着广泛的应用前景。众所周知,集成电路的基底是一些高介电常数材料,而微带贴片天线在低介电常数基底上才能获得最佳性能。位于高介电常数基底的贴片天线由于表面波的损耗辐射效率很低,并且频率带宽极窄,当应用的频率变高时这种情况更加突出,导致贴片天线的增益和效率下降,并且在阵列情况下还会有高的交叉极化电平和互耦电平。为了实现微带贴片天线的集成化,同时避免昂贵的基底混合技术,就必须在高介电常数基底上实现高效率的贴片天线。近年来出现的新型光子晶体贴片天线能够较好地改善以高介电常数介质为基底的贴片天线的性能。光子晶体贴片天线是指基于光子晶体的贴片天线。所谓光子晶体,或称PBG材料,是指将高介电常数的介质周期性的放置所产生的一种人工电磁晶体,该电磁晶体的表面波波矢图在某一频率范围内出现一个频率禁带,简称禁带。……

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