微波光子晶体,也称为电磁带隙结构(Electromagnetic Band-Gap:EBG),是一种具有频率禁带的新型周期结构。本文主要探索EBG结构的分析方法,对各种EBG的电磁性质进行了有效的数值仿真,研究不同结构及参数下EBG的带隙特性,以掌握其带隙与各项参数之间的内在联系,为EBG的具体设计提供指导。文中运用直线法作为主要分析方法,对各种类型的EBG进行了全面分析,其中具体分析对象包括:为平面分层结构的平面型EBG;单元中含有纵向导体柱的二维金属型、高阻表面型EBG;以及单元结构为各种介质体的二维、三维介质型EBG;另外,还包括多种类型的频率选择表面(FSS)结构。文中各部分的主要研究内容有如下几点:首先,完成了对以不同形状的金属贴片为单元的贴片型、共面紧凑型(UC-PBG)等多种平面型EBG的有效分析,给出了在不同形式以及结构参数下平面型EBG的带隙特性;提出了一种新型的共面紧凑型EBG结构,以找到更低的带隙,数值结果与实验数据表明效果很好;同时建立了关于含单轴各向异介质层、电磁双各向异性介质层的平面型EBG结构的直线法分析模型,并就含有各向异性介质层的UC-PBG结构的带隙特性作出了初步探讨。关于高阻表面型EBG,首先从表面波的产生机理出发,根据等效媒质模型,就其表面波带隙的形成、以及同相反射特性作出了定性分析;接着运用直线法就高阻电磁表面结构建立了一种新型的数值分析模型,对多种高阻电磁表面结构的表面波带隙和反射相位特性进行了有效分析,其中包括一种含各向异性介质衬底的结构;另外,在实现小尺寸、大波长方面进行了初步的探索,提出了一种新型的高阻电磁表面结构,获得了较好的效果。运用直线法为各种介质型EBG分别建立了多种有效的分析模型,对二维、三维以及含各向异性介质的多种介质型EBG的带隙特性作出了全面分析,给出了多种EBG的结构参数与其带隙位置之间的关系图,为介质型EBG的具体设计提供参考;同时提出了多种新的介质型EBG结构,对于一种二维介质型EBG,在引入介质的各向异性后,有效地实现了TE、TM波共带。最后,以频率选择表面(FSS)作为研究对象,首先利用直线法就各种类型的FSS进行了有效分析,其中包括单层的贴片型及孔隙型、多层的贴片—孔隙—贴片互补型以及一、二维介质型FSS,另外还包括一种含有限厚度金属层的FSS结构;接着运用直线法完成了对含单轴各向异性介质层的FSS的分析;最后基于谱域Galerkin法,详细介绍了一种关于含电磁双各向异性介质层FSS的分析过程,就介质衬底的电磁双各向异性对FSS频率选择特性的影响作出了有效研究。