光子晶体物理特性在微带天线中的应用概要

光子晶体物理特征在微带天线中的应用
光子晶体(PhotonicCrystalsorPhotonicBand-gap,PBG)是一种具
有频次带隙的周期介电资料,自20世纪80年月末提出观点以来遇到了
宽泛关注,而且在微波频段获得了快速发展。

此中对光子晶体微带天线的研究是最近几年来兴
起的一个新的研究领域,当前已成为世界各国科研工作者的研究热门。

本文分别
研究了光子晶体与微带天线的有关理论和研究方法,在深入研究光子晶体构造
所
拥有的独到性质基础上,经过理论剖析与仿实情联合,分别设计了基底钻孔型交
叉摆列异质构造光子晶体微带天线和嵌入式光子晶体环形边框
微带天线,仿真结果表示光子晶体构造的应用,显然改良了天线的回波消耗、方向性和增
益等性
能。

主要研究工作和获得的成就以下:(1)设计了基底钻孔型交错异质构造
的光
子晶体微带天线。

采纳时域有限差分法(FDTD方法)并联合PML汲取界限条件
对
该天线进行研究,发现因为光子晶体的禁带效应,能够克制微带天线基底中流传
的表面波,大幅度的反射天线基底中的电磁能量,使得该光子晶体天线比原
一般
微带天线的回波消耗减小了10dB,带宽增添约30M,增益提升11dB,较好
地改良
了天线的性能。

(2)研究了一种新奇的钻孔型嵌入式光子晶体环形边框
微带天
线。

剖析了高阻抗表面型PBG和介质型PBG对该新式微带天线的内在影
响机理,
发现因为高阻表面型PBG的局域高阻特征和介质型PBG致使异质界面处
发生畸
变,使得表面电流流动遇到阻挡,电磁波局域模高度局域化,进而形成表面波带隙,电磁波能量在某一频次邻近出现较高的增益,减小天线背向辐射,增大正向辐射,提升天线增益,进而改良了天线辐射效率。

(3)将基底钻孔的介质型光子晶体结构应用在拥有闭合条状边框接地板的微带天线中,发现基底钻孔型光子晶体微带天线(基底底面含矩形接地框)比一般的微带天线和基底钻孔型(基底无矩形接地框)光子晶体微带天线拥有更小的反射系数,能大幅度地反射天线基底中的能量,使其拥有较高增益。

该研究为微带天线与光子晶体的联合提出了一种新的思路和实现门路。

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