新型夹层电磁带隙微带天线

研究了一种新型夹层电磁带隙(EBG)结构在微带天线中的应用.文中分析了电磁带隙结构的特性,给出了天线的设计与仿真结果及实验结果.实测表明,利用这种电磁带隙结构在低介电常数基片下可比普通矩形贴片天线的增益提高大约1.8dB,使天线增益达到9.6dB.仿真和实验结果均验证了这种结构对提高微带天线增益的有效性.     

新型紧凑电磁带隙结构在微波合路器中的应用

讨论了一种新型微带线电磁带隙(Electromagnetic Band-Gap,EBG)结构.该结构具有良好的阻带特性和极小的通带波纹.与通常的EBG结构相比,该结构具有小型化和结构紧凑的特点.应用该电磁带隙结构设计了一个微波合路器,包括两个EBG结构带阻滤波器和一个T型分支线,可以将两路频率不同的微波信号进行功率合成.微波合路器计算仿真和实验测量结果吻合很好.这种EBG结构在中小功率微波系统中具有良好的应用价值.     

利用电磁带隙结构实现锥形方向图

该文采用电磁带隙(EBG)结构层覆盖的方式实现了一种锥形方向图．文中给出了微带贴片天线在覆盖电磁带隙结构前后的反射损耗和方向图特性的变化,并研究了EBG结构悬置高度的影响．实验结果证明了这种锥形方向图实现方式的有效性．     

基于多孔EBG结构的阶梯型微带天线设计

利用复合左/右手传输线理论(CRLHTL)和零阶谐振器理论(ZOR)对多孔型的电磁带隙结构(electromagnetic band-gap,EBG)的带隙特性作了分析研究.同时,利用电磁仿真软件HFSS对多孔型EBG结构单元和加载多孔型EBG结构的阶梯型微带天线进行了仿真分析,结果表明:通过选择合适的多孔EBG结构表面参数,可实现电磁特性的可控性.将多孔型EBG结构加载在阶梯型微带天线设计中,不仅能利用其带隙结构的特性改善天线的辐射特性,制约表面波的传播,提高天线的带宽和增益,而且能使天线结构更加紧凑,有利于实现集成化和小型化.这为含有多层多孔型EBG结构阶梯型微带天线设计提供了理论基础,具有一定的工程实际参考价值.     

具有谐波抑制功能微带线EBG功分器的研究

在对一种微带线电磁带隙(EBG)结构的集总等效电路模型及其传输特性进行研究的基础上,采用奇偶模分析方法将EBG结构分解成两个可以独立设计的简单电路,推导了采用EBG结构实现具有谐波抑制功能的Wilkinson功分器闭环设计公式,因此该文的设计方法简便有效.最后设计并研制了一个工作频率为2.4 GHz的功分器.该功分器在通带内的最大插损小于0.25 dB,回波损耗和隔离度均优于20 dB,3次谐波的抑制衰减大于25 dB,可应用于功率合成器、混频器等微波电路中.     

一种基于叉型电磁带隙结构微带天线设计

天线增益很大程度上决定了天线的整体性能,用传统的方法提高天线增益需要付出很大的代价,而电磁带隙结构(EBG)的提出使高性能天线的设计和制作成为可能.文章采用新的紧凑叉型EBG结构来设计天线.仿真和实验结果均证明,加载EBG结构以后天线的增益提高,说明了电磁带隙材料的引入可以有效改善原有天线的性能,同时紧凑的结构更易于实现小型化的天线,这对实现高效紧凑的天线阵具有重要意义.     

不同参量的二维介质电磁带隙的反射及传输特性研究

采用有限元和Floquet定理相结合的方法,对不同参量的二维介质电磁带隙（EBG）结构的反射和传输特性进行了研究。利用EBG的周期性以较少的计算量和存储量,计算了平面波斜入射或正入射无限排列的二维介电EBG的散射特性。比较和分析了不同参数下EBG的反射和透射系数。研究结果有助于类似结构的实际设计。     

一种抑制同步开关噪声的电磁带隙结构微带线互连

提出了一种在信号线上刻蚀电磁带隙(EBG)结构的微带线互连结构及其设计方法.该互连具有良好的通带传输特性和阻带抑制特性,所以能够抑制同步开关噪声(SSN),保证信号的完整性.该EBG微带线互连采用印制电路板(PCB)工艺进行了加工,S参数的仿真与测试结果具有良好的一致性,表明该互连可以有效抑制同步开关噪声.另外,将该EBG微带线互连与在接地板上刻蚀相同尺寸的EBG的微带线互连做了对比,散射参数和时域波形的分析结果表明,提出的EBG微带线互连具有更强的SSN抑制能力和更好的信号完整性.     

基于新型EBG结构的四陷波UWB天线

设计了一种基于新型电磁带隙(EBG)结构的四陷波超宽带(UWB)天线,所设计的天线印刷在介电常数为3,厚度为1.5 mm的介质基板上。为了实现某些窄带通信频段(WIMAX、WLAN双频和X波段下行卫星通讯信号)与UWB天线协同工作,通过对蘑菇形电磁带隙(M-EBG)结构进行改进,将金属过孔移向边角并引入曲流技术,有效地减小了EBG单元的尺寸和谐振带宽,设计了谐振于3.5、5.25、5.78和7.5 GHz处的新型EBG单元,并依次加载于正六边形UWB天线的馈线两端形成耦合。仿真和测试结果表明,所设计的天线满足UWB无线通信系统的要求,并有效地抑制了所述4个频段的信号,具有较高的频谱利用率和稳定的全向辐射特性。     

金属电磁带隙波导特性分析

利用有限差分(FDTD)法分析了两维金属电磁带隙(EBG)波导带隙、耦合频率和模场分布,确定了EBG结构参数和对应的频率范围;利用HFSS建立了金属电磁带隙结构分析模型,设计了带有矩形波导转换的EBG波导.基于HFSS分析该波导,得到了这两种结构的传输谱线,对比说明矩形波导接口适用于窄带应用,而圆形波导接口适用于宽带应用.实验测试结果与数值分析符合较好.     

人工神经网络在电磁带隙结构设计中的应用

文章采用人工神经网络对电磁带隙结构进行建模,并结合逆向方法训练网络;神经网络用于电磁带隙结构的设计,具有缩短设计时间、降低设计成本的优点;通过文中实例可以看出,人工神经网络设计的结果与数值仿真的结果吻合良好,显示出该方法的有效性。     

一种分层介质低通滤波器的设计与分析

本文给出了一种利用分层介质构造低通滤波器的设计方法.基于阶跃阻抗低通滤波电路设计理论,交替使用高波阻抗和低波阻抗的介质,实现了低通滤波电路的频率响应,并使用时域有限差分法(FDTD)进行数值模拟,验证了滤波电路的频率响应.本文对比了FDTD和隐式FDTD对滤波电路的仿真.隐式FDTD具有较高的效率和精度,适于精细结构的数值模拟计算.这种低通滤波器还可使用同轴线或波导来构造,具有结构简单和尺寸小的优点.随着微波特殊材料技术的发展,这种分层介质滤波器的结构在射频通信、电磁兼容和微波化学等领域具有良好的应用前景.     

气体绝缘开关直线和T型结构中电磁波传播特性的仿真

采用有限时域差分法(FDTD)对由局部放电产生的电磁波在GIS典型结构(直线和T型结构)中的传播特性进行了仿真研免通过设置不同的电磁波激发方向、对比不同测量角度的信号时域和频域特征、以及比较两种结构的仿真结果,获得了TEM模波和TE模波在直线和T型结构中的传播特性,以及T型结构产生的反射波特征等.仿真结果表明:电磁波信号在GIS典型腔体中传播时,信号峰峰值和能量受模波速度色散效应的影响,在离激励源较近时衰减较大,远离激励源时衰减较小;T型结构会发生模式转变效应,将在反射和前行电磁波中产生新的模波分量;TEM模波无截止频率,其传播不受结构的影响,在GIS同轴腔体中传播衰减较小.     

一种新型的可调性能的铁氧体EBG的特性分析

提出了一种新型的可利用改变外加偏置磁场对其特性进行调节的电磁带隙（EBG）——铁氧体EBG,并采用混合基有限元和Floquet定理相结合的方法,对其散射特性进行了仿真计算和数值分析。通过对不同外磁场下该类EBG的透射系数的频率响应的比较和分析表明：该类EBG较相同结构的各向同性EBG具有更好的通带和阻带特性,更重要的是通过调节外加偏置磁场的确可以改变该EBG的工作状态。这将可能研发出一种新型的功能可调的EBG。     

新型折线形共面EBG电源层结构的噪声抑制特性验证与分析

提出一种新型折线形共面EBG电源层结构,进行了SSN抑制特性仿真分析和实际应用测试.保持金属连接线缝隙宽度为0.2 mm不变,设计宽度分别为0.1,0.2,0.3,0.4 mm的4种共面EBG电源层结构.仿真结果可以得出,金属连接线宽度为0.2 mm的共面EBG电源层结构中心截止频率最低,相对阻带带宽较高,相对特性最优.将金属连接线宽度为0.2 mm的共面EBG电源层结构基于印刷电路板工艺制成PCB电路板.通过矢量网络分析仪进行了实际测试,得出的抑制特性参数曲线与仿真曲线走势基本一致,验证了该设计的有效性.      

基于FDTD算法的环状蝶式双模滤波器

文章采用时域有限差分法(FDTD),对工作于2.4 GHz的环状蝶式双模滤波器进行了模拟分析和优化设计;通过不断改变微扰金属贴片的尺寸优化得到环状蝶式双模滤波器的中心频率为2.4 GHz,插入损耗和回波损耗能很好地满足无线局域网系统的应用要求,同时环状蝶式双模滤波器的几何尺寸比传统的由其他谐振器构成的微带滤波器的几何尺寸减小了40%以上;为了进一步的优化,采用四极微带双模谐振器来设计滤波器,滤波器由通带向到阻带的过渡十分陡峭,具有更加优异的选频特性。     

Intrinsic abnormal electromagnetic medium based on polar lattice vibration

A new class of media with abnormal electromagnetic parameters has been attracting increasing attention because of its exotic properties and potential application. Currently, typical metamaterials are mainly composed of artificially designed metallic periodic structures. However, due to the limitations of available fabrication technologies, physical size and material effects, it is difficult to realize these abnormal properties by these artificial structures in the high-frequency regime. Therefore, it is important to find materials with intrinsic abnormal electromagnetic responses. In this field, a new mechanism based on the interaction between polar lattice vibrations and electromagnetic waves has been proposed. In this paper, we review progress in this field.     

电磁带隙结构在卫星接收天线中的应用

为了有效提高天线的增益,采用电磁带隙结构作为天线的地板.利用等效电路的原理对电磁带隙结构产生禁带特性进行了初步研究,解释其电磁带隙结构的工作原理.并根据原理对传统的带隙结构进行改进,给出一种新型的电磁带隙结构--高阻抗表面结构.用这种结构作为天线的反射面,能够有效地抑制反射面上的表面波.把这种结构应用在卫星接收天线中,并进行仿真计算.仿真结果表明,采用高阻抗的电磁带隙结构作为反射面,能够有效提高天线的增益,改善其辐射方向图.     

金属材料复介电常数在电磁波时域有限差分方法中的实现方法

由于金属材料的介电常数为复数,直接利用时域有限差分方法(FDTD)处理金属材料电磁波问题时,会导致计算结果的发散及不稳定问题.本文采用各向同性有损耗金属材料介电常数的Drude色散模型,利用电位移矢量作为辅助中间变量,推导出了各向同性色散金属材料的辅助差分FDTD迭代公式.利用该辅助迭代公式计算了金属Au光栅与平面电磁波的相互作用,结果表明该方法解决了数值计算中的不稳定问题,模拟效果较好.