采用EBG地的低剖面微带定向天线设计.pdf

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1、2014年5月1日现代电子技术Mav2014第37卷第9期ModernElectronicsTechniqueVol

2、37NO．9采用EBG地的低剖面微带定向天线设计许健，陈星(四川大学电子信息学院，四川成都610064)摘要：对具有金属地的微带定向天线，低剖面设计面临着工作频带窄的难题。采用蘑菇形EBG结构代替微带定向天线的常规金属地，利用EBG地对特定频率电磁波的同相反射特性，在保持天线工作频带条件下，缩减天线微带基板的厚度，实现低剖面设计。以一只工作频点为5．8GHz的2x2微带阵列天线为例，该阵列天线的辐射单元采用分形结构以进一步提升天线带宽。仿真计算和实际测试表明：该微带阵列天线

3、在采用低剖面设计后，微带基板厚度由原1．0mm降至O．25mm，而天线的定向辐射方向图、增益和工作带宽基本保持不变。关键词：EBG；分形结构；微带天线；低剖面设计中图分类号：TN827—34文献标识码：A文章编号：1004—373X(2014)09—0058—04DesignoflowprofilemicrostripdirectionalantennausingEBGgroundplaneXUJian，CHENXing(SchoolofElectronicsandInformation，SichuanUniversity，Chengdu610064，China)Abstract：Thel

4、owprofiledesignofmicrostripdirectionalantennawithmetalgroundisfacingthechallengeofnalTowworkingfrequencyband．Inthispaper．mushroom—likeelectromagneticband-gap(EBG)structureisusedtoreplacetheconventionalmetalgroundinmierostripdirectionalantenna．EBGgroundcouldperformsamephasereflectionwhenitrespondst

5、ospecificfre—quencyelectromagneticwaves．Therefore，alowprofiledesignachievedbyemployingtheEBGgroundandreducingthethick—nessoftheantenna’Smicro—bandbaseplatewhilemaintainingtheworking~equeneyband．A2x2microstriparrayantennawithworking~equeneypointof5．8GHzistakenasanexampleinthispaper．Thefraeturalstru

6、ctureisusedforradiativeunitofthisarrayantennatofurtherwidenitsbandwidth．Bothsimulatingcalculationandthetestresultsshowthat，withthelowprofilede—signforthemicrostriparrayantenna．thethicknessofthemicrostripbaseplatecanbereducedfrom1．0mmto0．25mmwhilethedirectionalradiationpattern，gainandworkingbandwid

7、thalmostkeeptheoriginalstate．Keywords：electr0magneticband—gap；fraetalstructure；microstripantenna；lowprofiledesign抑制谐波[41，提高放大效率等；在天线方面可以用来实0引言现抛物面天线反射面，可以加载于微带天线用于抑制随着国防航天等领域的不断发展，低剖面天线凭着表面波进而改善天线方向图等。体积小，重量轻等优点，能够有效降低相应成本，故得到20世纪90年代，美国学者Sievenpiper3L提出了一种了越来越多的重视。传统微带天线虽然拥有诸多优势，新型的EBG(Electromag

8、neticBand．Gap)蘑菇型结构，由但也存在着频带窄、难以降低剖面等缺点。为了增加微于其对于某一频段内的表面波具有高阻特性，又称为高带天线的频带，常用的方法有采用厚基板，采用介电常阻抗表面。这种结构拥有两种特性，一是对在其表面上数较小的基板，附加阻抗匹配网络，采用多层结构，在贴传播的表面波(频率位于其阻带之内)具有一定抑制作片或接地板“开窗”等。用，或者说它不支持某一频段的表面波的传播；二是对光子晶体是指具有一定光