电磁带隙结构的研究及在微带天线中的应用.pdf

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文电磁带隙结构的研究及在微带天线中的应用学位申请人：马海涛学科领域：计算机技术校内导师：张晓燕教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含

2、为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日期摘要电磁带隙结构的研究及在微带天线中的应用摘要电磁带隙结构（Elec

3、tromagneticBandGap,EBG）具有电磁禁带、同相位反射特性，因此，自1987年提出以来，经过十多年的快速发展，现已成功应用于高性能毫米波天线、滤波器、谐振器、高性能放大器等设备中。本文首先研究了EBG结构的理论和带隙特性，然后将EBG结构应用到天线设计中。具体研究内容如下：（1）分析对EBG结构的带隙特性产生影响的主要因素。本文首先从介质基板的厚度、金属贴片的面积、金属通孔的大小、单元间距四个方面展开分析，接着对EBG单元表面开槽情况展开探讨，最终由周期性的EBG结构过渡到非周期性的EBG结构，对非周期性EBG结构的性能影响因素进行分析。（2）基于周期性E

4、BG结构，研究了一款应用于WLAN中的MIMO天线。测试结果显示，相比于传统的MIMO天线，EBG天线的相对带宽提升了34.9%，增益提高2.6dB，后向辐射减小了25dB，在整个工作频段内EBG天线的隔离度(S21)小于-25dB，交叉极化小于-15dB。（3）基于非周期EBG结构，设计了一款双频微带天线。微带天线的两个谐振频点分别为4.9GHz和5.4GHz；测试结果显示：相比于传统的微带天线，非周期EBG天线的相对带宽分别提升了41%和25.4%；增益在两个谐振频点处分别提高了2.5dB和0.86dB；交叉极化都小于-20dB。（4）基于非周期EBG结构，设计了一款

5、MIMO天线。天线的谐振频率为5.75GHz和6.44GHz；对非周期EBG天线进行加工测试，相比于传统的MIMO天线，非周期EBG天线的相对带宽分别提升了28.9%和27.8%，非周期EBG天线增益分别在两个不同的谐振频点处提高5dB和1.1dB；非周期EBG天线的隔离度在整个工作频段内都小于-20dB。关键词：电磁带隙结构，电磁禁带，同相位反射，非周期IAbstractSTUDYOFELECTROMAGNETICBANDGAPSTRUCTUREANDITSAPPLICATIONINMICROSTRIPANTENNAABSTRACTTheelectromagneticb

6、andgapstructurehasthecharacteristicsoftheelectromagneticbandgapandthesamephasereflection.Therefore,sinceitwasputforwardin1987,aftermorethan10yearsofrapiddevelopment,ithasbeensuccessfullyusedindesignofahighperformancemillimeterwaveantenna,afilter,aresonator,andahigh-performanceamplifier.In

7、thispaper,thetheoryofEBGstructureandthestudyofbandgapcharacteristicsarestudied,andthentheEBGstructureisappliedtotheantennadesign.Thespecificresearchcontentsareasfollows:Firstly,mainfactorsthatinfluencethebandgapcharacteristicsoftheEBGstructureareanalyzedinthispaper.