本发明专利技术涉及一种一种十字交叉折线型(Cross Fold Line)的开槽宽频带共面紧凑型电磁帯隙(Uniplanar Compact Electromagnetic Band Gap，UC‑EBG)结构及其设计方法，属于电磁传播与接收的技术领域。本发明专利技术设计的UC‑EBG结构具有宽频带、帯隙可调的特点。CFL‑UC‑EBG结构同向反射帯隙为63‑93.5GHz相对带宽为38.85％；基于相同的结构，本发明专利技术通过改变结构单元数目，当3个CFL‑UC‑EBG结构单元周期性排列时，得到了禁带帯隙为50‑80GHz相对带宽为46.15％的UC‑EBG结构。本发明专利技术设计的CFL‑UC‑EBG可广泛应用于60GHz高频微波天线中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种十字交叉折线型(Cross Fold Line)的开槽宽频带共面紧凑型电磁帯隙(Uniplanar Compact Electromagnetic Band Gap，UC-EBG)结构及其设计方法，属于电磁传播与接收的
技术介绍
1.十字交叉折线十字交叉折线是十字型相交线的变体。图1中给出十字交叉折线型的开槽宽频带共面紧凑型电磁帯隙结构，EBG结构由一个开槽的方向环和一个十字交叉折线型的结构组成，十字交叉型结构旋转角度为45度。十字交叉折线型结构用于增加EBG结构的电感，从而增加EBG的禁带带宽。2.UC-EBG结构的优点EBG结构是一种具有频率带隙的周期电磁结构，根据结构特性主要可以分为四类：接地板缺陷型，基地打孔型，高阻抗表面型，共面紧凑型(UC-EBG)。其中UC-EBG结构相比其它三种具有很多优势：(1)与接地板缺陷型相比，UC-EBG具有更紧凑的特性；(2)与基地打孔型相比，UC-EBG不需要在介质基板上打孔(打孔会降低结构的机械强度)，只需在接地金属板上蚀刻出周期结构；(3)高阻表面EBG结构相比，UC-EBG表面没有通过金属棒与接地板连接起来，因而加工简单，成本低；(4)它依靠本身的结构来实现带阻特性，在电路的集成性、重量及成本上具有不可代替的优势。3.UC-EBG结构的应用前景当今社会正处于信息时代，人们对通信的要求越来越高。随着移动通信系统在容量和质量上的不断升级，再加上空间电子技术的飞速发展，势必将带动用于通讯终端设备的电子元器件的同步发展，为开发新器件提供了空前的机遇。新型 的电子元器件将较大地改善现有器件的性能，甚至取代它们。其中EBG结构，由于其在一定的频带内具有抑制表面波、能实现同相反射等特性，可以改善器件的功率效率、提高器件品质因素、改变相位特性等作用，因而在提高微波器件的性能方面脱颖而出，成为微波领域中的一个研究热点，尤其是在提高微波电路及天线性能方面，EBG结构具有巨大的应用价值。如前所述，由于UC-EBG结构相比其他三种类型的EBG结构具有结构紧凑，形式灵活、便于通过集成工艺方便地实现等优势，必将在移动通信、卫星通信、航空航天等众多领域发挥它的作用。目前UC-EBG结构主要涉及滤波器、混合器、谐振器、高效放大器、谐波抑制器、高性能微波天线等等。尤其是对其在改善天线性能方面研究，一直是热点，国内外在这方面取得了一系列成果:Roberto等人将UC-EBG结构用作贴片天线的衬底,可以在保持交叉极化不变的情况下，将天线的增益提高3dB(文献1，Roberto Coccioli,Fei-RanYang,Kuang-Ping Ma and Tatsuo Itoh,Aperture-coupled patch antenna on UC-EBG substrate,IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques,Vol.47,No.11,pp.2123-2130.Nov.1999)。Dalia Nashaat等人将UC-EBG结构用于阵列天线，可以在方向图满足要求的情况下，提高天线阵列的增益，减小天线阵列的尺寸(文献2，Dalia Nashaat,HalaA.Elsadek,Esmat A.Abdallah,Magdy F.Iskander,and Hadia M.EI Hennawy.Ultrawide Bandwidth 2×2Microstrip Patch Array Antenna Using Electromagnetic Band-Gap Structure(EBG).IEEE Transaction on Antennas and Propagtion,Vol.59,No.5,May2011)。将UC-EBG结构用于天线阵列可以减小天线单元之间的互耦，提高天线的性能等(文献3，Hossein Sarbandi Farhani,Mehdi Veysi,Manouchehr Kamyab,and Alireza Tadjalli.Mutual Coupling Reduction in Patch Antenna Arrays Using a UC-EBG Supersubstrate.IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,Vol.9.pp.57-59.2010)。4.宽带UC-EBG结构的实现方法由于现代移动通信飞速地发展，信道容量不断扩充，传输效率不断提高，因此宽带器件的研究有着重要意义。然而，UC-EBG结构相对带宽较窄,一般在 5％-27％之间(文献4，Fu Y,Yuan N,and Zhang G.Compact high-impedance surfaces incorporated with interdigital structure.Electronic Letters,Vol.40,No.5,pp.310-311.2004；文献5，Lin B Q,Cao X Y,Yang Y M,and Wen X.Compact high-impedance surfaces integrated with rhombic interdigital structure.Electronics Letters,Vol.43,No.20,pp.1100-1101.2007)。展宽UC-EBG结构带隙带宽的方法有增加等效电感法(X.Ye,,X.Cao,and F.Li,“Uniplanar EBG structure with improved compact and wideband characteristics,”Electron.Lett.,Vol.44No.23.pp.1362-1363.2008.)，采用多过孔法(T.Wang,T.Han,and T.Wu,“ANovel Power/Ground Layer Using Artificial Substrate EBG for Simultaneously Switching Noise Suppression”IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques,Vol.50,No.5,pp.1164-1171.May 2008)等。运用此两种方法能将带宽展宽到49％-68％左右，然而增加等效电感会使表面图案变复杂，增加加工难度，采用多过孔法也会使加工复杂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种十字交叉折线型(Cross Fold Line)的宽频带共面紧凑型电磁帯隙(Uniplanar Compact Electromagnetic Band Gap，UC-EBG)结构及其设计方法。1.本专利技术的具体内容如下：(1)设计了一种十字交叉折线型的开槽CFL-UC-EBG结构单元，如图1所示。其中结构单元的周期尺寸为L，L1为方环内侧宽度，w1为十字折线宽度，w2为槽间距，w3为槽间微带线宽。(2)设计了CFL-UC-EBG结构模型，该模型顶层由3个CFL-UC-EBG结构单元周期性排列构成，底层为一条微带传输线(如图本文档来自技高网...
【技术保护点】
提出一种十字交叉折线形UC‑EBG结构单元的设计方法，其特征在于根据折线型十字交叉线旋转45度和开槽方形环结合设计UC‑EBG结构单元。
【技术特征摘要】
1.提出一种十字交叉折线形UC-EBG结构单元的设计方法，其特征在于根据折线型十字交叉线旋转45度和开槽方形环结合设计UC-EBG结构单元。2.如权利要求1所述，实现了一种十字交叉折线形CFL-UC-EBG结构单元。其特征在于通过改变结构尺寸得到需要的同向反射相位帯隙，采用Rogers RO6010介...
【专利技术属性】
技术研发人员：田慧平，曹亚杰，荣宏颖，王茜，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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