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近年来,移动通信与个人通信业务进入到了一个飞速发展的时期。高性能和小型化的微波电路是下一代无线通信系统的关键技术之一,电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap, EBG)的提出以及它在微波、毫米波领域的应用,为系统的小型化和高可靠性提供了新的方法。本文的主要工作是根据EBG结构的特点,分别讨论了单层、双层蝶形单元EBG结构的频率特性,并用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对结构进行优化设计。本文主要工作如下:1.研究了一种蝶形单元的EBG结构。通过微波双端口网络理论对EBG结构进行分析,得到它的频率特性。由仿真计算结果可以看出,该EBG结构的蝶形单元按照Hanning规律渐变时性能较好,此时-10dB带宽为2.87GHz,相对带宽为55%;而具有缺陷的EBG结构在阻带中形成一个具有一定带宽的通带,且通带的频率很容易调整。2.利用PSO算法对蝶形单元EBG结构进行优化设计,使其频率特性更好。在优化过程中,为克服粒子群算法存在的早熟收敛和搜索精度低等问题,模拟生物克隆选择中5%的B细胞自然消亡过程,在优化算法进化过程中基于混沌理论和变异原理设计了粒子更新算法,并按照模拟退火方法进行更新后粒子的选择。通过仿真计算可以看出,该电磁带隙结构具有良好的阻带性能和相对带宽,且优化后通带波纹明显减小且基本对称,频率特性较好。3.研究了一种双层EBG结构,其上层为蝶形单元结构,下层为接地板刻蚀圆孔结构,通过仿真实验确定了圆的半径及其与蝶形单元的相对位置。实验中为了减小通带波纹,将圆的面积按照Chebyshev函数渐变,使得双层EBG结构具有较好的频率特性。4.研究了一种双层EBG结构,其上层为蝶形单元结构,下层为接地板刻蚀圆环结构,利用PSO算法与HFSS软件相结合对其进行优化设计,优化后-10dB的相对带宽和阻带衰减值分别增加了22.69%和15.26%,通带波纹减小了76.76%,优化后结构的频率特性更好。