以光子带隙结构为基底的微带电路及天线特性的研究

研究光子带隙结构的电磁特性，包括通带和止带特性、带内损耗、止带带宽、截止深度、周期结构参量、介电常数间的关系。研究以光子带隙结构为基底的微带电路，包括滤波器、放大器及微带天线的特性。光子带隙结构自身有频率止带隙，可以作为微波滤波器、自动抑制谐波杂波的放大器以及单向辐射的微带天线等，有广阔应用情景。

本研究主要完成了一种新颖的放大器型极化捷变有源微带天线阵的理论与实验。其创意是，只要在馈电端电控单一有源电路，就能实现整个微带天线面阵极化的捷变与放大。为此，首先对多种微带天线单元进行了全波分析，并提出一种新的双极化设计—对方形贴片作双端角馈。进而研制了多副双极化角馈方形贴片阵，并提出一种新分析方法—EMNM（扩展多端网络法）。然后提出了切实可行的有源电路设计，它由可控移相器和低噪声放大器组成，用TOUCHSTONE作系统优化设计。研制了PIN管和FET两种电控移相器与二副HEMT低噪声放大器。有源电路与双极化阵相接后实现了由线极化到圆极化的捷变，实测轴向轴比为0.5dB;与无源阵相比，实测天线增益提高了14dB,这意味着，该有源阵的面积只是同样增益无源阵的1/25。这些技术对通信、雷达和电子对抗等都有其应用前景。已在国内外发表录用19篇论文，待发表3篇，博士、硕士论文共三本。预计被EI等引用10篇，并有美国公司来函联系生产。

奇模耦合 ：两根带线中传播方向相反的耦合称为奇模耦合，相应的特性阻抗为奇模阻抗；

偶模耦合：两根带线中传播方向相同的耦合称为偶模耦合，相应的特性阻抗为偶模阻抗；

两种特性阻抗的值受耦合微带线几何尺寸W/h所影响，它们之间的关系图如下图3、图4所示：

图3：对称耦合微带线结构

图4：耦合微带线特性阻抗与W/h的关系