[发明专利]一种双频双极化电磁带隙结构

说明书

本发明公开了一种双频双极化电磁带隙结构，属于无线通信领域。该电磁带隙结构包括介质基板，设置于介质基板背面的金属地板，设置于介质基板正面的变型“耶路撒冷”交叉型元胞、以及四个T型元胞。本发明可广泛运用于无线通信领域中，可将其应用在双频双极化的天线设计中以改善天线的性能。这种结构不但具有两个“同相反射相位”频段，而且还具有两个“表面波抑制”频段。不仅具有较宽的频率比调节范围，还具有紧凑的尺寸结构。

技术领域

本发明属于无线通信领域，特别涉及一种紧凑的双频双极化的电磁带隙结构。

背景技术

在过去的几十年里，电磁带隙结构(Electromagnetic Band-Gap,EBG)被广泛研究。其据有两个重要的性质，分别是：“抑制表面波”和“同相反射”特性。其中“表面波抑制”特性可以通过减小天线单元之间的互耦来提高天线阵列的性能。“同相反射”特性可用于低剖面天线以及宽带天线的设计。

最常见的是蘑菇型EBG，由周期性金属贴片阵列印刷于背面是金属地的介质基板之上，金属贴片与金属地之间通过金属过孔连接。蘑菇型EBG能够提供较宽的“表面波抑制”带宽和“同相反射“带宽，但是在一般情况下，金属过孔的存在使结构加工变得复杂，因此一些平面EBG结构被提出，这种结构不存在金属过孔，然而平面EBG存在一个缺点，“表面波抑制”带宽和“同相反射”带宽不能同时达到很宽，原因在于要想获得较宽的“表面波抑制”带宽，就必须要使用较薄的介质基板，然而较薄的介质基板会减小“同相反射”带宽。相反的，提高介质基板的厚度能够获得较宽的“同相反射”带宽，然而“表面波抑制”带宽就会变得窄小。

大部分传统的EBG结构都是工作在单频段上，为了获得双频段特性，可以使用级联的周期性阵列，但是多层结构的使用会增加EBG的厚度。虽然一些单层的同心阵列也能够具有双频特性，但是频率比(高频带隙与低频带隙之间的频率之比)可调节的范围非常小。文献”Perturbed frequency selective surfaces for multiband high impedancesurfaces.”中所提出的EBG结构具有较宽的频率比调节范围，但是这种结构仅仅表现出单极化特性。

发明内容

针对背景技术中存在的缺陷，本发明设计了一种双频双极化电磁带隙结构，不但具有紧凑的结构尺寸，而且还有较宽的频率比调节范围。

本发明提出的双频双极化电磁带隙结构，包括介质基板，设置于介质基板背面的金属地板，设置于介质基板正面的变型“耶路撒冷”交叉型元胞、以及四个T型元胞；所述变型“耶路撒冷”交叉型元胞由四个沿对角线指向的“箭头”型金属贴片组成，其中心位置还设置有一个金属圆柱过孔；所述四个T型元胞分别设置于介质基板的四边，其横向支节的外侧与介质基板的外侧重合；所述T型元胞横向枝节中心还设置有一个金属半圆柱过孔，其圆心与介质基板的外侧重合。

本发明的EBG结构，具有两个“同相反射”频段，低频的中心频率为5.6GHz，高频的中心频率为10.3GHz。具有两个“表面波抑制”频段，即带隙频段，低频为“5.42GHz～6.18GHz”，高频为“8.55GHz～11.14GHz”。

本发明可广泛运用于无线通信领域中，可将其应用在双频双极化的天线设计中以改善天线的性能。这种结构不但具有两个“同相反射相位”频段，而且还具有两个“表面波抑制”频段。不仅具有较宽的频率比调节范围，还具有紧凑的尺寸结构。

附图说明

图1为本发明双频双极化EBG结构的主视图；

图2为本发明双频双极化EBG结构的侧视图；

图3为本发明双频双极化EBG结构的反射相位图；

图4为本发明双频双极化EBG结构的表面波带隙图。