基于缺陷接地结构的共面波导天线分析

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1、摘要自1999年韩国学者儿．Park等人提出缺陷接地结构(简称DGS)以来，DGS已逐渐成为微波毫米波电路设计领域的一个研究热点。本文提出了一种新型交指型DGS，对于相同的滤波频率，交指型DGS比哑铃型DGS更加节省蚀刻面积而且具有更加陡峭的滤波特性曲线。文章中对该DGS的特性进行分析，给出了等效电路。并在此基础上对交指型DGS进行神经网络建模。从传输函数、训练函数、隐层神经元个数三个方面进行对比研究，得到适合样本的神经网络模型，并通过具体结果验证了所建神经网络的学习能力和泛化能力。本文将交指型DGS用于天线设计，超宽带通信系统(Ultra-wideband，UW

2、B)具有高数据率、低功耗、结构简单和价格低廉等特点，为无线通信提供了新的机遇。随着UWB通信应用领域的逐渐拓宽，对超宽带天线的需求也越来越大。共面波导天线可以有效地减小表面波效应，而且能够真正实现天线的一维化，便于与其他器件组合。首先将交指型DGS用于共面波导贴片天线中，通过不断的优化设计，得出DGS在共面波导天线中主要发挥匹配阻抗的作用，而不能发挥其滤波特性的结论。最终得到基于交指型DGS的超宽带共面波导天线，与没有DGS的天线相比，新型天线的带宽增加了600MHz，天线的相对带宽由84％提高到103％，达到5个倍频程。其次将交指型DGS用于微带天线中，代替文献

3、中提出的圆环哑铃型DGS，仿真结果表明，与圆环哑铃型DGS相比，交指型DGS能够很好的完成滤除高次谐波的任务，同时总蚀刻面积减小11％。关键词：缺陷接地结构超宽带天线神经网络抑制谐波ABSTRACTSincedefectedgrounds缸ucnlre(DGS)wasproposedbyJ．I．Parketa1．in1999，therehasbeenallincreasinginterestinmicrowaveandmillimeter-waveapplicationsofDGS．Inthispaper,weproposedthenewlyetchedDGS诵m

4、ainterdigitalinmetallicgroundplane．Comparedwiththedumbbell—shapedDGS，interdigitalDGShassmalleretchingareasandmoreslopingcurveatthesamefrequency．ThebehaviouroftheelectromagneticfieldintheinterdigitalDGSforacoplanarwaveguideandamicrostriplinehavebeeninvestigatedandtheequivalentcircuitis

5、extracted．Onthisbasis，itsneuralnetworksmodelisdeveloped．TheagreementbetweenneuralandHFSSresultsshowsthenetworksmodelispreciseandeffective．．Inthispaper,wedesignnewantennaswithinterdigitalDGS．Ultra—wideband(UWB)offerattractivefeatLlressuchashighdatarate，lowpowerexpense，simple姗ctureandlo

6、wprice，allthesecharacteristicsprovidenewopportunitiestowirelesscommunication．Coplanarwaveguideantennacanreducethesurface·waveefficientlyandDGSforCPWCanberealizedonthesameplane，becauseCPWhavearealtmiplanar,l-Dstructure．Firstly,theUWBcoplanarwaveguideantennaintegratedwithainterdi#talDGS

7、isdesigned．Comparedwiththecommonantenna，itssimulated一10dBreturnlossbandwidthincrease600MHz．Inotherwords．theratiobandwidthincreasesfrom84％to103％，theratioimpedancebandwidthreaches5：1．Secondly,amicrostripantennaintegratedwithainterdigitalDGSisdesigned,weuseinterdigitalDGStotakeplacetheci

8、rqued