[实用新型]一种基于T形槽的多频带电磁带隙结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁带隙(EBG)结构，特别是一种基于T形槽的多频带电磁带隙结构。

背景技术

电磁带隙(EBG)结构作为一种特殊的人工周期性电磁材料，已经被广泛的应用于射频无线通信及其微波天线等领域。如微波电路、天线、雷达、射频标识(RFID)和减小手机SAR等各个方面。

EBG结构的带隙特性可以在一定频段内影响电磁波的传播而被广泛应用于天线设计中：

频率带隙特性可抑制微带天线的表面波，增加天线耦合到自由空间的辐射功率，提高天线效率；EBG材料还可以降低表面波在衬底边缘产生的旁瓣和后瓣电平、增加天线的前后比、改善天线方向图、提高天线增益。

在阵列天线设计中，EBG结构可以减少单元之间的互耦，消除阵列天线的扫描盲区。

EBG结构的缺陷模式可以设计高定向性天线，实现指定方向的波束辐射，提高天线增益。

虽然EBG结构已被广泛应用于天线设计中，由于无线通信系统的高速发展，对天线提出了更高的要求如低剖面，小型化，多频带，智能化等，而相应的EBG结构的研究仍然很薄弱，如多频带EBG、小型化EBG等方面，如何兼容多频带和小型化的设计仍然是一个难题。因此设计一款小型多频带EBG结构，可以更有效地应用到多频带天线中，改善天线的各项性能，具有实用价值和应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于实现EBG结构小型化和多频带的综合设计，从而更好地适应天线的快速发展，改善天线的各项性能。通过在传统的蘑菇形电磁带隙结构(CMT-EBG)中刻蚀四个完全相同且中心对称的T形槽，延长等效电流路径的同时引入多个谐振回路，实现了小型化和多频化的综合设计。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于T形槽的多频带电磁带隙结构，其特征在于：包括金属接地板(10)、介质基板(20)、EBG金属贴片(30)、T形槽(31)和金属圆柱形过孔(32)，EBG金属贴片(30)和金属接地板(10)分别位于介质基板(20)的上下表面，金属圆柱形过孔(32)垂直贯穿于EBG金属贴片(30)、介质基板(20)和金属接地板(10)之间，而T形槽刻蚀(31)在EBG金属贴片上

所述基于T形槽的多频带电磁带隙结构，其特征在于：EBG金属贴片(30)是正方形，金属圆柱形过孔(32)位于EBG结构单元中心。

所述基于T形槽的多频带电磁带隙结构，其特征在于：在EBG金属贴片(30)上刻蚀了四个结构尺寸参数完全相同T形槽(31)；四个T形槽(31)关于EBG单元中心对称分布，任何一个T形槽沿中心分别旋转90度、180度和270度都可得到其它三个T形槽。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及特性：

(1)相比于蘑菇形电磁带隙(CMT-EBG)结构尺寸小，第一带隙频率谐振点(1.43GHz)比相同尺寸参数的CMT-EBG结构带隙频率谐振点(1.8GHz)减小了27.7％。

(2)在1.8GHz，4GHz和6.62GHz附近产生了三个带隙，实现了小型化和多频带的综合设计。

(3)带隙特性良好，四个带隙传输系数都在-30dB以下，最大可达到-56dB，最大带隙宽带达到2.13GHz，相对带宽达到31.4％。

(4)结构简单，易于与微波电路集成，可更好地应用到天线设计中，改善天线的性能。

附图说明

图1是EBG基本结构俯视图；

图2是EBG悬浮微带线仿真模型主视图；

图3是EBG悬浮微带线仿真模型俯视图；

图4是悬浮微带线传输系数S21仿真结果图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，一种小型多频带电磁带隙结构，包括金属接地板(10)、介质基板(20)、EBG金属贴片(30)、T形槽(31)和金属圆柱形过孔(32)。其中金属接地板(10)、介质基板(20)和EBG金属贴片(30)都为正方形，金属接地板(10)边长为W₀＝12.5mm，介质基板(20)的尺寸为12.5mm*12.5mm*0.8mm，EBG金属贴片(30)略小，尺寸为11.5mm*11.5mm，EBG金属贴片(30)边缘距离介质基板(20)边缘的距离为0.5mm。

本实用新型的电磁带隙结构，介质基板(20)的相对介电常数为4.4，高度为h＝0.8mm，加工成本低，易于与普通印刷电路板集成。