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电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)是微波频段的光子晶体带隙演变而来,分为蘑菇型电磁带隙结构(Mushroom Electromagnetic Band Gap,CMT-EBG)和共面紧凑型电磁带隙结构(Uniplanar Compact Electromagnetic Band Gap,UC-EBG)。现有研究主要针对电磁带隙结构两方面的特性:首先,对于表面波带隙特性,可以分析电磁带隙结构的S参数曲线和色散曲线;其次,对于反射相位特性,可以分析电磁带隙结构的反射相位曲线。本文主要针对UC-EBG,设计新型的EBG结构,并借助EBG结构的两种特性来拓展天线的带宽,提高天线的增益。首先,本文研究了一种新型的UC-EBG结构。新型中心对称回旋型结构是运用矩形的平移和旋转而成的。基板材质是FR4,介电常数为4.4,介质损耗为0.02。当基板厚度分别为2.0mm、1.8mm和1.6mm时,得到两个同向反射带隙;当基板厚度为1.4mm和1.2mm时,得到一个带隙。基板厚度为1.2mm时带隙的带宽高达30.75GHz。将5个单元结构同向排列以测其S参数,测得S11>-10dB且S21<-20dB的带宽随基板厚度的减小而变宽,且随基板的相对介电常数的增大向低频移动。其次,本文研究了两种提高超宽带单极子微带天线带宽的方法。原天线的带宽为8.11GHz。通过在辐射片上加入迭代圆形开孔,天线的带宽可以拓展到9.23GHz;利用在馈线两侧加载矩形贴片,进一步将天线的带宽拓展到10.24GHz。可得到高达174%的阻抗带宽。其后,对圆形开孔的天线进行小型化改进,运用阿基米德螺旋线的基本结构,大大减小了馈线的纵向尺寸,原天线尺寸为115×60mm2,小型化后尺寸为50×40mm2,小型化后的天线在低频段得到较好的天线性能。为了分析不同频段产生的增益,也分析了天线的增益和辐射模式。本天线是平面结构,易于制造,仿真结果也通过测量被验证。最后,基于一款同心矩形环电磁带隙结构,研究了其同相反射相位。将此EBG结构用于一款圆形同轴馈电微带天线的接地面,能将天线的带宽扩宽70MHz,并提高天线的增益提高至7.29dB,同时在保证天线体积不变的条件下,将天线的共振频点向低频移动了710MHz,实现了一定程度的小型化。将同样的EBG结构用于一款多频共面波导偶极子天线,能有效减小共振频点处的回波损耗,增强天线阻抗匹配特性,并提高了天线某些频点的增益。以上研究主要针对共面紧凑型电磁带隙结构,研究结果为EBG与天线的结合设计提供了参考,是共面紧凑型电磁带隙结构在低频微带天线当中的一种新的应用方式。