1。1  选题背景及意义论文网

    1990年，Yablonovitch教授等制作了一种介质型EBG结构，使得EBG结构得到了广泛的应用。图1。1给出了Yablonbitch教授制作出的EBG的结构[2]。

图1。1  Yablonovitch教授制作出的EBG结构

  EBG 结构拥有两种特殊属性：一、它在某些特定频段不支持电磁波的传播，或者说它会抑制在EBG结构表面传播的波，这称作带隙特性；二、对于从EBG结构的表面上方入射的平面波，它具有同向的反射特性，这也就是意味着在从EBG结构表面的入射波与其反射波的相位并没有发生任何变化，而普通金属的表面对反射波会产生180 度的相位差，这种特性与电磁场理论分析中理想情况下的理想磁导面相类似[3]。近两年来，国内外一直在研究新的EBG结构，使EBG结构更加广泛的应用于新的领域。

    缝隙天线可以分为两类：微带缝隙天线和波导缝隙天线。由于介质板的存在，微带缝隙天线有高损耗，低功率容量，并且随着频段的增加它的性能会变差等缺点，因此，微带缝隙天线的发展不多。而波导缝隙天线拥有低辐射损耗，稳定的辐射性能，大功率容量等优点，所以波导缝隙天线得到了很快并广泛的应用[4]。

    本文在参考国外文献的基础上，研究了以EBG结构为基础的GWG结构，并结合波导缝隙天线的知识，研究了GWG缝隙天线阵列。

1。2研究现状

1。2。1 EBG结构的国内外研究进展

1。2。2间隙波导的研究进展

1。2。3波导缝隙天线的研究进展

1。3本文的主要工作以及内容安排

    本文以电磁带隙（EBG）结构为基础，通过复现外文文献，实现了GWG结构。并在此基础上，与波导缝隙天线的理论知识相结合，研究了一种以EBG结构为基础的GWG缝隙天线阵列。

    本文一共分为五章，具体安排如下：

    第一章：绪论。首先绪论介绍了论文的研究背景以及研究的意义。绪论讨论了EBG结构、间隙波导以及波导缝隙阵天线的研究发展，并在最后介绍了一下本文的主要工作以及内容安排。

    第二章：本章主要分为两部分。第一部分主要介绍单元结构的理论基础，并在此理论基础上，对它的性能进行了分析。第二部分主要介绍在完成单元结构的基础上，研究以EBG结构为基础的GWG结构，并对其进行电磁仿真分析。

    第三章：在完成GWG结构的基础上，使用两种方法对上层PEC结构进行开缝，设计出GWG缝隙天线阵列，并对其性能进行分析。

    第五章：结束语。对全文的工作进行一个总结。

2。GWG结构

2。1单元结构原理

    结合EBG结构，我们研究了基于EBG结构的GWG传输结构，如图2。1所示，其由三部分组成，最上层是金属盖板，中间层为空气间隙，最下层也是金属板。EBG介质中包含有金属带与金属通孔构成的金属脊，以及金属脊周围的周期性蘑菇型金属PIN，能量在金属脊与上层盖板之间的空气间隙中传播，周期性的蘑菇型PIN与上层盖板构成一个高阻抗面，使能量沿金属脊传播[1]。蘑菇型的周期性单元结构以及色散图如图2。2所示，色散曲线是在蘑菇型探针单元周围设置周期性边界，然后通过HFSS的本征模式求解仿真得到。可以看出，周期性结构产生的阻带覆盖在65GHz到115GHz。表2。1给出设计参数。

图2。1基于EBG结构的GWG传输结构（a）正视图（b）侧视图(c)俯视图

表2。1 GWG的结构参数（单位：mm）

结构参数