张 杰，刘宇峰，赵明霞

(山西大学 物理电子工程学院，山西 太原 030006)

0 引 言

近些年来，超宽带天线以其制作简单、重量轻、成本低等优点在无线通信中得到了广泛的应用[1]. 联邦通讯委员会为超宽带天线系统分配的频率范围是3.1 GHz～10.6 GHz[2]，而超宽带天线作为一种特殊的天线，带宽比较宽，所以可能有特定频率范围内的信号对天线造成干扰[3]，故而需要在超宽带系统的频率范围内形成特定频率范围的陷波频段[4,5]. 例如，在微波接入WiMAX频段和无线局域网WLAN频带内形成陷波，以阻止这两个频段内的信号对系统进行干扰. 为了解决上述问题，研究者引入了一种新型的结构，即高阻抗表面结构(High impedance surface, HIS)[6,7].

高阻抗表面结构是一种表面波在特定频率范围内无法传播的结构，其中的特定频率范围叫做高阻抗表面的带隙频率范围，在带隙频率范围内可以有效地避免表面波对微波天线系统造成的不良影响. 常见的高阻抗表面结构有波纹表面结构、凹凸表面结构、蘑菇型表面结构、可调谐式阻抗表面结构等. 可以用来消除或减弱平面电路中的表面波，而减少互耦、改善天线性能，实现谐振器或波导，实现滤波器、移相器功能等，故而本文考虑在一种传统的天线中引入高阻抗表面结构，以实现天线紧凑性，并使得天线在特定的频率范围内形成陷波[8,9].

本文在单极子贴片天线的微带馈线两侧添加开阿基米德螺旋结构缝隙[10]的蘑菇型高阻抗表面单元[11]，使得天线在WiMAX频段形成陷波，单元尺寸相对传统的高阻抗表面结构缩小了55.2%，增加了结构的紧凑性；……