WLAN頻段的電磁帶隙結(jié)構(gòu)及其在微帶天線設計中的應用研究.pdf

1、隨著通信和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，人們對網(wǎng)絡信息的需求越來越高，希望能夠打破傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡模式，實現(xiàn)無地域限制的無線通信。微帶天線是WLAN系統(tǒng)中重要元件之一，但其本身存在表面波嚴重、損耗大等缺點，大大限制了它的廣泛應用。將電磁帶隙（Electromagnetic Band Gap，EBG）結(jié)構(gòu)應用于微帶天線設計，可以有效改善這些問題，從而提高天線的性能。本文研究WLAN頻段EBG結(jié)構(gòu)的電磁特性及其應用在微帶天線設計中的一些技術(shù)問題，主要研究內(nèi)容

2、如下：
　　(1)研究運用相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)微帶天線的雙頻或多頻特性和小型化特性。(2)研究電磁帶隙結(jié)構(gòu)的各參數(shù)對帶隙性能的影響：運用HFSS逐一對EBG結(jié)構(gòu)的各個參數(shù)進行建模，仿真結(jié)果顯示，EBG結(jié)構(gòu)的中心頻率隨著金屬貼片尺寸w、介質(zhì)基板厚度t和相對介電常數(shù) r?的增大而減??；隨著金屬貼片縫隙寬度g和金屬過孔半徑r的增大而增大；一般EBG單元數(shù)至少為6，才能形成穩(wěn)定帶隙。所以只有對EBG結(jié)構(gòu)各參數(shù)的適當選取才有利于實際應用，不同過孔半

3、徑以及不同尺寸的EBG結(jié)構(gòu)單元級聯(lián)可以有效實現(xiàn)EBG結(jié)構(gòu)的寬頻特性。(3)研究運用相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)電磁帶隙結(jié)構(gòu)的小型化和雙頻工作特性：通過分析和研究常見的小型化EBG結(jié)構(gòu)，得出實現(xiàn)EBG結(jié)構(gòu)的小型化可以通過增大等效電感或等效電容方法。本文應用增大等效電感的方法，設計了一款新型EBG結(jié)構(gòu)—MEBG結(jié)構(gòu)，這種EBG結(jié)構(gòu)的中心頻率比傳統(tǒng)蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)下降了37.5％，可有效實現(xiàn)EBG結(jié)構(gòu)的小型化。采用金屬過孔位置變換法設計了新型EBG結(jié)構(gòu)——V

4、-MEBG結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了2個諧振點，實現(xiàn)了EBG結(jié)構(gòu)的雙頻特性。(4)采用EBG結(jié)構(gòu)的周圍和下部加載方式設計了四款EBG結(jié)構(gòu)微帶天線：(a)采用EBG結(jié)構(gòu)的周圍加載的方式，設計了一款EBG微帶天線，其系統(tǒng)的整體尺寸也僅為47.4mm×36.8 mm，實現(xiàn)了天線的小型化。(b)將設計的新型小型化MEBG結(jié)構(gòu)代替蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)，其尺寸比蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)縮小了44.9%，進一步實現(xiàn)了EBG微帶天線的小型化。(c)將設計的新型小型化V-MEBG