關(guān)于天線外文翻譯

1、 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和電磁帶隙結(jié)構(gòu)和貼片天線中的應(yīng)用研究摘要： 在本文中，我們提出了一個新的超材料的設(shè)計和電磁帶隙（EBG）基于金屬網(wǎng)格的雙層結(jié)構(gòu)。采用有限積分技術(shù)，電磁性能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點進行了研究，這種結(jié)構(gòu)已被用來提高貼片天線工作在11 GHz的性能。天線在基板上的表面波可能是抑制電網(wǎng)的電磁帶隙結(jié)構(gòu)的行為時，作為底物，并提高其增益為9.21分貝5.64分貝。當(dāng)這個結(jié)構(gòu)也作為天線覆蓋，增益13分貝已經(jīng)實現(xiàn)由于其材料的行為。超材料的聚集效應(yīng)，在天線的半功率波束寬度方向的一個巨大的改進提供（HPBW）h為提高到32.78和31.58在108.38和93.58分別E-H面。關(guān)鍵詞：超材料和光子帶隙結(jié)構(gòu)，天線設(shè)

2、計，建模和測量引言 在過去的幾年中，天線工程師表明復(fù)合周期結(jié)構(gòu)如電磁帶隙（EBG）結(jié)構(gòu)的極大興趣，由于其獨特的物理性質(zhì)和新的應(yīng)用。EBG抑制傳播的電磁（EM）在一定范圍內(nèi)的波頻率稱為帶隙，這取決于它的材料和幾何參數(shù)。黃和體育NG 用蘑菇型EBG降低天線陣元之間的互耦。禪師等。描述一個微帶貼片天線，它不激發(fā)表面波與幫助一個二維（2D）EBG結(jié)構(gòu)。同樣，超材料的方法已被廣泛用于獲得高性能天線一個很有前途的方法。諸等。用超材料用于定向發(fā)射的含正方形點陣的銅網(wǎng)。一個倒S形金屬環(huán)陣列結(jié)構(gòu)是由吳等人用。提高天線增益。吳某L. 描述各種超材料結(jié)構(gòu)的使用是提高基板的貼片天線增益。雖然這些方法表現(xiàn)出良好的改善，

3、天線性能，單獨的證明會更好當(dāng)EBG和介質(zhì)天線同時使用。然而，同時應(yīng)用電磁帶隙結(jié)構(gòu)和材料出現(xiàn)嚴重的并發(fā)癥，由于各自不同的幾何設(shè)計。因此，有嚴格的要求的一個結(jié)構(gòu)，它可以表現(xiàn)出的磷電磁帶隙結(jié)構(gòu)和材料的有效利用兩種復(fù)合材料與一個單一的設(shè)計優(yōu)勢分析。在本文中，我們提出了一種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上印刷兩個交叉條一個介質(zhì)的兩側(cè)，既EBG和超材料的行為。其結(jié)構(gòu)是在CST微波工作室和它的傳輸系數(shù)分析和檢索的電磁參數(shù)展示其帶隙特性和左手（LH）在兩個不同平面的傳播行為。此外，這種結(jié)構(gòu)作為基板以及微帶輕拍覆蓋通道在11千兆赫的天線，以提高其性能，通過抑制表面波和聚焦的輻射場。超材料的性能研究 圖1（1），該單元電池的結(jié)構(gòu)是由

4、雙交叉的金屬條紋印刷在電介質(zhì)基板的兩側(cè)。對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化LH的行為獲得約11 GHz。傳輸線（TL）理論可以用來理解該結(jié)構(gòu) LH的行為。基片兩側(cè)的印刷體可以是模型作為電感器，它是由金屬板之間的金屬板構(gòu)成的電容器連接在兩個側(cè)面。該理論認為該材料是諧振式結(jié)構(gòu)有一些諧振頻率取決于電感和電容的值。圖1 結(jié)構(gòu)作為工作介質(zhì)。（一）具有尺寸L = 13.6毫米的單元，W = 0.7毫米，H = 3.5毫米，與基板的介電常數(shù)為3.7。（乙）透射系數(shù)。它已被證明是一個由金屬細絲的周期性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)其特征尺寸（導(dǎo)線段，段）小的波長相比，行為ES作為一種低等離子體頻率的均勻材料。當(dāng)結(jié)構(gòu)是模擬在平面波入射平面的

5、情況下，電場沿長度而變化的導(dǎo)體和行為像一個連續(xù)的等離子體介質(zhì)具有特定的等離子體頻率。這種連續(xù)的等離子體介質(zhì)產(chǎn)生負介電常數(shù)低于等離子體頻率。隨時間變化的磁場誘導(dǎo)電流環(huán)之間的兩個層的金屬條紋組成的傳導(dǎo)和位移電流，引起磁矩。誘導(dǎo)MAG磁力矩與施加的磁場圖2 檢索結(jié)構(gòu)參數(shù)。（一）有效的介電常數(shù)，（二）有效磁導(dǎo)率，（三）有效折射率，及（4）介質(zhì)的有效阻抗。圖3 EBG結(jié)構(gòu)。（一）圖1相同的單元來實現(xiàn)尺寸L = 3毫米的EBG行為，W = 0.2毫米，H = 0.5毫米，與基板的介電常數(shù)為3.7；（b）S參數(shù)顯示一個帶隙的8個14兆赫波段。 這種行為類似于磁性材料，導(dǎo)致負磁導(dǎo)率在諧振頻率。采用有效介質(zhì)理論

6、和均勻化方法計算電磁特性提出的結(jié)構(gòu)如有效波阻抗（Zeff）和有效折射率（Neff），從周期結(jié)構(gòu)的散射參數(shù)，對于一個正常的事件NCE平面波。 （1）（2）3、 其中N()=Neff（）-ikeff（）和R01=（Zeff -1）/（Zeff+ 1）。標(biāo)志（Zeff）是由有效介質(zhì)條件所決定的，即Re（Zeff） 0和Im（Neff）0。最后通過倒置的關(guān)系NeFF =和Zeff=計算有效介電常數(shù)和有效磁導(dǎo)率。散射參數(shù)如圖1（乙）和有效介質(zhì)參數(shù)如有效介電常數(shù)和有效滲透率的結(jié)構(gòu)圖2給出。從這些參數(shù)中，有效介電常數(shù)和有效磷的真實部分是清楚的滲透是負面的，同時在一個頻段，這將導(dǎo)致一個負折射率值在該頻帶。虛構(gòu)

7、的部分在圖2有效折射率和有效波阻抗實部的正面價值（C）和2（d）滿足無源介質(zhì)條件。4、 EBG行為調(diào)查定制尺寸圖1相同設(shè)計的模擬材料的平面波入射下研究結(jié)構(gòu)的帶隙特性如圖3所示（一）。作為結(jié)構(gòu)與電磁波相互作用，感應(yīng)電流在頂部和底部的金屬板誘導(dǎo)。這個場平行于表面電荷建立原因在平行板的兩端，它可以被描述為一個電容。由于電荷來回晃動，沿著一條很長的路流過這塊板。這些電流是磁場和電感?，F(xiàn)在，表面阻抗等于一個并聯(lián)諧振電路的阻抗，包括表電容和表電感。 （3）表面是在較低的頻率，并在更高頻率的電容電感。阻抗是非常高的共振頻率附近 （4）我們將高阻抗與禁帶寬度相關(guān)聯(lián)。因此，通過選擇的值的電感和電容，我們可以模擬

8、在所需的頻率范圍內(nèi)的帶隙。結(jié)構(gòu)的參數(shù)進行了優(yōu)化，以提供高阻抗約11千兆赫的頻率。該結(jié)構(gòu)的模擬傳輸系數(shù)，由于在圖（b），顯示814清晰的帶隙千兆赫波段。在這個樂隊的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為波在結(jié)構(gòu)平面行波高阻抗的介質(zhì)，介電常數(shù)的多個值的帶隙的變化（R）一圖4（1）4（1）和（二）。顯然，高阻抗區(qū)域的長度和介電常數(shù)的反比比例變化。4、 天線設(shè)計及其表面波抑制 微帶貼片天線諧振在11 GHz的設(shè)計如圖5所示（一）。它由一個矩形貼片放置在基板與地面平面的底部。當(dāng)它被一個共同的軸向進給，它輻射的電磁能量由于邊緣領(lǐng)域在片槽形成垂直方向。天線的回波損耗幾乎被發(fā)現(xiàn)圖4不同值的帶隙特性的變化：（一）介電常數(shù)和（二）周期性（帶

9、長度）。210分貝在11 GHz的如圖5（b）（紅色線），和相應(yīng)的增益約5.64分貝從3D遠圖6ELD模式（C）。X射線平面輻射圖中的極圖披¼08），如圖8（a），表明該天線的輻射在一個寬的角度108.38。一個顯不能量的能量被困在造成不必要的表面波損耗襯底，WH如果被抑制的話，我會增加天線的增益 17 。壓制面波，在最后一節(jié)設(shè)計的EBG結(jié)構(gòu)作為貼片天線基板（圖5（c）和（d）5）。EBG層被夾在兩個低介電基板和金屬條下面的補丁之間的飼料減少去除條帶的直接激勵。在它的帶隙內(nèi)地面天線的諧振頻率，它不允許在基板的面波傳播；作為一個結(jié)果，整個場領(lǐng)域在垂直方向上的輻射和增強的增益。圖6（a）

10、和6（b）給出的EBG基板的面波壓制一個清晰的畫面。由于這一損失提高到218.5分貝（圖5（b）藍線）和遠場模式，圖6（d）描繪了9.21 dB的增益，增益為3.57 dB的改善具有比較傳統(tǒng)的天線由于面波壓制。五 EBG襯底和介質(zhì)覆蓋天線 為了進一步提高天線的性能，12×12周期細胞的超材料在第二部分設(shè)計是放在上層的天線如圖7所示（一）圖5（一）尺寸L=W=30毫米微帶貼片天線的設(shè)計，LP=6mm wp=8.5mm，H=1.5mm ,T=0.5mm；（b）的貼片天線的回波損耗（紅色線）和EBG襯底天線（藍線）；（c）對EBG襯底角度天線設(shè)計；和（d）側(cè)視圖。 圖6（一）近場的變化在傳

11、統(tǒng)的貼片天線顯示面波，（b）在EBG天線近場的壓制面波的變化，（C）常規(guī)三維遠場模式（d）天線，并對天線的遠場模式3D EBG襯底. 因為封面上是一個具有負折射率材料表明對LH，輻射事件聚集效應(yīng)，這是類似案件的光波通過轉(zhuǎn)換時前透鏡。在這里，補丁和超材料的“D”之間的距離進行了優(yōu)化，值32毫米以獲得更好的聚焦效應(yīng)。組合結(jié)構(gòu)的三維輻射方向圖7（乙）顯示的增益相比，傳統(tǒng)的天線值的2倍以上的改善。這種改進的增益清楚地描述的天線的輻射特性已由于該材料蓋的改進。 沒有覆蓋，從貼片天線發(fā)射分布在廣泛的角度，由于其球形波前，因此其定向增益是非常低的，如圖7所示。超材料的方法最小的球面波從天線到模式（圖7（d）

12、；由于增加了整個輻射在正常方向。圍繞中心的輻射場事件的一部分超材料的祗園有準(zhǔn)直由于其引力透鏡效應(yīng)，但在超材料的邊緣進行散射和遭受一些損失的部分事件。在方向性的增強考慮到在結(jié)構(gòu)的表面上的漏波，可以解釋其天線的情況。 博瑞佩羅特天線。這樣的漏波的衰減常數(shù)，如果已知的，提供了裝置，用于設(shè)計正確的蓋大小，以避免衍射效應(yīng)。圖8比較了極圖遠場模式，這清楚地表明，超材料覆蓋將天線高度定向降低其E面半功率波束寬度（HPBW）從32.78到108.38。一的EBG基板和材料覆蓋在傳統(tǒng)的貼片天線的作用是明確的從圖9的完整畫面。同樣明顯的是，這種EBG作為基材使用顯著意義降低遠場模式的旁瓣電平。這些都是在表1中總結(jié)

13、的結(jié)果。5、 結(jié)論 基于這些結(jié)果，它是明確的，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有EBG的帶隙特性以及介質(zhì)LH的行為。這些特性使得這種結(jié)構(gòu)獨特、RST吧的一種能夠抑制表面波在納入基板和顯示聚焦效應(yīng)對輻射時使用的微帶貼片天線的覆蓋。設(shè)計結(jié)構(gòu)是平面和很容易制作，可以簡單地與微帶天線。因此，這種結(jié)構(gòu)可以是一個強大的選擇，以消除由于不同的幾何形狀和三維設(shè)計中的并發(fā)癥EBG和超材料包裹體的設(shè)計圖7（一）對介質(zhì)覆蓋微帶貼片天線的EBG基板，（b）三維輻射模式，（C）僅從貼片天線的輻射模式，和（d）超材料覆蓋。圖8（一）從傳統(tǒng)的微帶天線的輻射極坐標(biāo)圖，（b）對超材料覆蓋EBG襯底天線輻射極坐標(biāo)圖。圖9不同設(shè)計增益的輻射圖。表1增益和不同的天線方向性比較出處 Kumar, Anand; Ku