[發明專利]一種應用于太赫茲頻段的寬頻帶電磁帶隙結構

在審

• 申請號: 201711306244.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108092005A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 阮久福;黃波;趙欣悅;劉玉寶;宋哲;董耘琪
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01Q5/10
• 分類號: H01Q5/10;H01Q5/28;H01Q5/335
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種應用于太赫茲頻段的寬頻帶電磁帶隙結構，設置有第一電磁帶隙單元、第二電磁帶隙單元；所述第一電磁帶隙單元與所述第二電磁帶隙單元相互連接；所述第一電磁帶隙單元包括：第一金屬接地板、第一介質基板、第一金屬貼片、第一金屬圓柱筒；所述第二電磁帶隙單元包括：第二金屬接地板、第二介質基板、第二金屬貼片、第二金屬圓柱筒。本發明中的第一電磁帶隙單元與第二電磁帶隙單元間隔布設，能夠有效提高天線的帶寬、增益等性能。

技術領域

本發明涉及電磁帶隙結構領域，特別是涉及一種應用于太赫茲頻段的寬頻帶電磁帶隙結構。

背景技術

隨著數字化信息社會的發展，微波通信已經無法滿足人們對無線通信的需求，尋找一個新的波段來滿足數字通信技術的發展需求成為最新的發展趨勢。太赫茲(THZ)波位于微波與光頻之間，其頻率范圍為0.1-10THZ，擁有很寬的頻段，且具有微波不能比肩的優勢，它的傳輸容量更大。

太赫茲波束具有更窄、方向性更好、可以探測更小的目標以及更精確地定位等優點；太赫茲波有更好的保密性及抗干擾能力；由于太赫茲波波長相對更短，在完成同樣功能的情況下，天線的尺寸可以做得更小，比其他的系統結構也可以做得更加簡單、經濟。

電磁帶隙結構(ElectromagneticBand-Gap，EBG)具有兩個重要特性，表面波帶隙和同相反射帶隙。利用結構表面波帶隙，可有效抑制天線介質板中表面波的傳播，從而得到高方向性的天線；利用其同相反射帶隙，可設計低剖面的反射板天線。EBG的表面波帶隙特性是抑制微帶天線的表面波，增加天線耦合到自由空間的輻射效率，提高天線的效率。

EBG結構用于天線饋電體周圍，可以提高天線帶寬。EBG結構具有周期排列特性，通過在天線饋電體周圍引入電磁帶隙結構，可以與天線饋電體組合。電磁帶隙結構與天線饋電體之間的縫隙可以等效為電容，金屬貼片可以等效為電感，在電磁帶隙結構自身諧振電路的基礎上形成新的諧振，產生新的諧振點，與原有諧振點進行有效耦合，拓展天線帶寬。

EBG結構用于天線輻射體周圍，可以提高天線增益。將EBG結構加載在輻射主體周圍，可以抑制特定頻段的表面波傳播，使能量更加集中地向外輻射，提高天線增益。

在陣列天線設計中，EBG結構可以減少單元之間的互耦，消除陣列天線的掃盲區。

EBG結構已經廣泛運用到了天線設計中，由于無線通訊系統的高速發展，對天線提出了更高的要求，如低剖面，小型化、多頻帶、寬頻帶、智能化等，同時相應的EBG結構研究很是薄弱，例如在寬頻帶，小型化等方面。

由于現在數字通訊的發展，太赫茲波段的興起，結合THZ波器件的小尺寸，以及如方向性好等優點，本發明設計了一款寬頻帶EBG結構，來解決現有技術中傳統蘑菇型EGB，和單一的單元加載EGB帶隙寬度小的缺陷，可有效地運用到寬頻帶太赫茲天線中去，同時改善天線各項性能，具有實用價值和應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于太赫茲頻段的寬頻帶電磁帶隙結構，設置有第一電磁帶隙單元、第二電磁帶隙單元；所述第一電磁帶隙單元與所述第二電磁帶隙單元相互連接，且間隔布設，能夠有效提高天線的帶寬、增益等性能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種應用于太赫茲頻段的寬頻帶電磁帶隙結構，包括：

第一電磁帶隙單元、第二電磁帶隙單元；所述第一電磁帶隙單元與所述第二電磁帶隙單元相互連接，且位于同一直線上；所述第一電磁帶隙單元與所述第二電磁帶隙單元間隔布設；

所述第一電磁帶隙單元包括：第一金屬接地板、第一介質基板、第一金屬貼片、第一金屬圓柱筒；

所述第二電磁帶隙單元包括：第二金屬接地板、第二介質基板、第二金屬貼片、第二金屬圓柱筒；