网格结构和电磁带隙结构和贴片天线中的应用研究

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1、网格结构和电磁带隙结构和贴片天线中的应用研究摘要：在木文中，我们提出了一个新的超材料的设计和电磁带隙（EBG）基于金属网格的双层结构。采用有限积分技术，电磁性能电网的结构特点进行了研究,这种结构己被用来提高贴片天线工作在口GHz的性能。天线在基板上的表面波可能是抑制电网的电磁带隙结构的行为时，作为底物，并提高其增益为9.21分贝5.64分贝。当这个结构也作为天线覆盖，增益13分贝已经实现由于其材料的行为。超材料的聚集效应，在天线的半功率波束宽度方向的一个巨大的改进提供（HPBW）h为提高到32.7

2、8和31.58在108.38和93.58分别E-H面。天线设计，建模和测量引言在过去的几年中，天线工程师表明复合周期结构如电磁带隙（EBG）结构的极大兴趣，由于其独特的物理性质和新的应用。EBG抑制传播的电磁（EM）在一定范围内的波频率称为带隙，这取决于它的材料和几何参数。黄和体育NG用蘑菇型EBG降低天线阵元之间的互耦。禅师等。描述一个微带贴片天线，它不激发表面波与帮助一个二维（2D）EBG结构。同样，超材料的方法已被广泛用于获得高性能天线一个很有前途的方法。诸等。用超材料用于定向发射的含正方形

3、点阵的铜网。一个倒S形金属环阵列结构是由吴等人用。提高天线增益。吴某L.描述各种超材料结构的使用是提高基板的贴片天线增益。虽然这些方法表现出良好的改善，天线性能，单独的证明会更好当EBG和介质天线同时使用。然而，同时应用电磁带隙结构和材料出现严重的并发症，由于各自不同的几何设计。因此，有严格的要求的一个结构，它可以表现出的磷电磁带隙结构和材料的有效利用两种复合材料与一个单一的设计优势分析。在木文中，我们提出了一种结构的基础上卬刷两个交叉条一个介质的两侧，既EBG和超材料的行为。其结构是在CST微波

4、工作室和它的传输系数分析和检索的电磁参数展示其带隙特性和左手（LH）在两个不同平面的传播行为。此外，这种结构作为基板以及微带轻拍覆盖通道在口千兆赫的天线，以提高其性能，通过抑制表面波和聚焦的辐射场。超材料的性能研究图1（1）,该单元电池的结构是由双交叉的金属条纹卬刷在电介质基板的两侧。对结构参数进行了优化LH的行为获得约llGHZo传输线（TL）理论可以用来理解该结构LH的行为。基片两侧的印刷体可以是模型作为电感器，它是由金属板之间的金属板构成的电容器连接在两个侧面。该理论认为该材料是谐振式结构有

5、一些谐振频率取决于电感和电容的值。u图1结构作为工作介质。（一）具有尺寸L=13.6毫米的单元W=0.7毫米，H=3.5毫米，与基板的介电常数为3.7。（乙）透射系数。它己被证明是一个由金属细丝的周期性的网状结构，当其特征尺寸（导线段，段）小的波长相比，行为ES作为一种低等离子体频率的均匀材料。当结构是模拟在平面波入射平面的情况下，电场沿长度而变化的导体和行为像一个连续的等离子体介质具有特定的等离子体频率。这种连续的等离子体介质产牛负介电常数低于等离了体频率。随时间变化的磁场诱导电流环之间的两个层

6、的金属条纹组成的传导和位移电流，引起磁矩。诱导MAG磁力矩与施加的磁场%111315Frequency(OMz)t9111315Frequency(OHz)(d)图2检索结构参数。（一）有效的介电常数，（二）有效磁导率，〔三）有效折射率，及（4）介质的有效阻抗。图3EBG结构。(一)图1相同的单元来实现尺寸L=3毫米的EBG行为，W=0.2毫米，H二0.5毫米，与基板的介电常数为3.7；(b)S参数显示一个带隙的8个14兆赫波段。这种行为类似于磁性材料，导致负磁导率在谐振频率。采用有效介质理论和均

7、匀化方法计算电磁特性提出的结构如有效波阻抗(Zeff)和有效折射率(Neff),从周期结构的散射参数，对于一个正常的事件NCE平面波。Zeff=±(1)(2)/(I+Sll)2-S221V(1-S11)2-S22I三、其中N(3)二Neff(3)-ikeff(3)和Roi=(Zeff-1)/(Zeff+l)o标志(Zeff)是由有效介质条件所决定的，即Re(Zeff)20和Im(Neff)20。最后通过倒置的关系NeFF=7%Z<7和Ze压仏异叮计算有效介电常数和有效磁导率。散射参数如图1(乙)和

8、有效介质参数如有效介电常数和有效渗透率的结构图2给出。从这些参数中，有效介电常数和有效磷的真实部分是清楚的渗透是负面的，同时在一个频段，这将导致一个负折射率值在该频带。虚构的部分在图2有效折射率和有效波阻抗实部的正面价值(C)和2(d)满足无源介质条件。四、EBG行为调查定制尺寸图1相同设计的模拟材料的平面波入射下研究结构的带隙特性如图3所示(一)。作为结构与电磁波相互作用，感应屯流在顶部和底部的金属板诱导。这个场平行于表面电荷建立原因在平行板的两端，它可以被描述为一个电容。由于电