【摘 要】
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微波频段的光子晶体也被称为电磁带隙(EBG)结构，是一种具有频率禁带的新型周期结构。EBG结构从理论、制备到实验测试都有相当成熟的技术和设备，发展迅速，目前已经在微波和毫米波
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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微波频段的光子晶体也被称为电磁带隙(EBG)结构，是一种具有频率禁带的新型周期结构。EBG结构从理论、制备到实验测试都有相当成熟的技术和设备，发展迅速，目前已经在微波和毫米波领域得到广泛的应用。本文的工作将主要围绕EBG结构带隙带宽的展宽方法和EBG结构在波导内空间功率合成中的应用两方面展开。
EBG结构由于受其自身谐振特性的影响，带隙带宽往往较窄，在一定程度上会限制其应用范围。针对EBG结构带隙带宽较窄的问题，本文提出一种新的实现方法--单元尺寸线性渐变方法，在不增大结构尺寸的条件下实现了更宽的带隙。以微带线EBG和Mushroom-likeEBG两种结构为例进行分析计算，仿真结果表明单元尺寸渐变可以使这两种EBG结构的带隙带宽增加30％～40％，为拓展EBG结构的带隙带宽提供一种新的途径。
利用EBG结构在金属波导中创建准TEM波，可以提高波导内空间功率合成系统的合成效率和输出功率。然而，之前的准TEM模波导受EBG结构局域谐振特性较强的影响，工作带宽比较窄。为解决这一问题，本文提出采用金属贴片EBG结构在金属波导中创建准TEM波。通过理论分析和数值计算，研究金属贴片EBG结构创建准TEM波导对展宽带宽、改善传输特性和增强准TEM波电场分布均匀性的作用。模拟结果表明，在频率14GHz附近，金属贴片EBG将TE10模成功转换成准TEM模，转换带宽达到1.7GHz，且在波导横截面83.9％的面积上电场分布均匀性达到84.7％。
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