PBG结构在有源微带天线中的应用.pdfVIP

电子科技 2004年第 l0期 (总第 181期) PBG结构在有源微带天线中的应用 王 彤 (西安电了科技大学 电子T程学院，陕西 两安 710071) 摘 要 本文从正方形网格型PBG结构出发提出了新型的具有PBG结构的微带天线，讨论了在金属地板上 蚀刻圆形孔的PBG结构微带天线，对其进行仿真，并对仿真结果进行分析，分析表明具有PBG结构的微带天线 能够有效地抑制高次模，提高天线的性能。 关键词 PBG微带天线 增益 中图分类号 1 引 言 结构，这种结构对微带天线的高次谐波具有明显的 抑制作刚，而且应用了圆形PBG结构微带天线的增 PBG 结构就是可以实现光子带隙 (PBG， 益比普通微带天线的增益有所提高。 PhotonicBand—Gap)的周期性结构。光子晶体的概 念最初是在光学领域中提出，随着对光子晶体研究 2 天线的设计 的不断深入，现在已经应用到微波和毫米波领域， 依据一般贴片天线的设计方法设计了一个普 利刚其带阻特性，可以实现宽带滤波Il】，改善天线 通的矩形贴片天线如图l所示，具体尺寸如下：贴 的方向图。在微带电路中，PBG结构的实现有两种 片宽度 W=45．95mm，谐振边长度 ￡：37．84mm， 方法，一种是在介质基片上按一定的周期打孔(不穿 P=I1．90mm，介质厚度h=lmm，相对介电常数 ￡，： 透接地面)，但这种方法制作 f艺复杂，较难实现。 另一种是不需在介质基片上打孔，只需在接地板上 蚀刻出周期性结构，就可实现光子晶体的性能，这 会人人降低 I作难度，利用传统的微带线制作方法 即可实现。本文就是利用第二种方法将PBG结构应 用剑微带大线中，用米抑制谐波辐射。 在有源微带贴片天线中，微带天线不仅是辐射 器，而且还是一个谐振 ，由于天线直接与有源 器件集成在一起，有源器件的非线性而产生的谐波 也通过天线辐射出去，形成天线的谐波辐射，传统 图1 普通天线 的调谐方法是在微带线的支路加短路分支来实现， 但这样会增加电路的面积。我们可以利刚PBG结构 的带阻特性，使天线 作频率的二次谐波位于PBG 结构的阻带范同之内，这可以显著抑制谐波产生的 辐射，从而提高大线的性能，由于PBG结构直接应 用在贴片天线底部的接地板上，这样不会增加电路 的尺寸。 本文在普通微带贴片天线上应用圆形的PBG 收稿 【J期：2004．07—01 图2 PBG天线 (圆形孔) PBG结构在有源微带天线中的应用 2．7，微带馈线 的宽度 T--2．70mm 谐振频率为 表 1普通天线和PBG天线的比较 2．4GHz。 图 2是在接地板上蚀刻山圆形孔，圆的、t-径 r=6．00mm 。 3 仿真结果及分析 由图3的同波损耗可以看山应川了PBG结构的 微带大线的高次模被明显的抑制，PBG结构微带天 由表1可以看出应川了PBG结构的微带天线的