微带天线间互耦抑制中缺陷地结构的应用

简介：
本文探讨了在微带天线设计中应用缺陷地结构来有效减少天线间的互耦效应，提高系统的性能和效率。 本段落主要研究了一种缺陷地结构（Defected Ground Structure, DGS）的带阻特性及其对微带天线阵性能的影响，并将其应用于微带贴片阵列中，与没有DGS结构的传统微带天线进行了比较。结果显示，该DGS结构能够显著降低天线单元间的耦合效应，提高天线增益和整体性能。 在现代无线通信技术领域，抑制微带天线阵元之间的能量耦合是关键问题之一。尽管光子带隙（Photonic Bandgap, PBG）结构可以有效地阻止表面波传播，但其制造复杂且成本较高；而电磁带隙材料（Electromagnetic Bandgap, EBG）虽然有助于减少互耦效应，但在分析和设计上也相对繁琐。相比之下，DGS因其简单、体积小及易于集成的优势，在抑制能量耦合方面表现出色。 本段落中研究的中心频率约为6.5GHz的DGS结构采用了一种具有10.2介电常数且厚度为2毫米的介质基板，并通过HFSS仿真软件对其进行了详细的分析。结果显示，该DGS单元在5.64至7.26 GHz范围内表现出明显的带阻特性，损耗超过20dB，在特定频率下可达38.6 dB。这表明其有效抑制了这一频段内的能量耦合。 进一步的实验对比显示，与未使用DGS结构的传统天线阵相比，应用该技术后的微带贴片阵列在降低单元间耦合作用和提高增益方面表现优异。这对于需要高增益及低互耦效应通信系统的优化设计具有重要意义。 综上所述，通过改变地平面特性来抑制特定频率范围内的能量耦合是DGS结构的一大优势，有助于提升微带天线阵的整体性能。这种技术的应用不仅简化了天线的设计过程，还增强了系统稳定性和可靠性，在推动无线通信设备向更小体积、更高性能的方向发展方面具有积极意义。未来研究中，该类技术可能在更多微波组件和天线设计领域得到广泛应用。