基于光子晶体辐射抑制机理的高方向性小型天线研究

本课题旨在研究由功能陶瓷-金属周期结构所组成的光子带隙材料在应用中的一些有普遍意义的问题，基于光子晶体的相关辐射抑制原理提出一种新型的片式天线设计和制备技术。与传统的连续材料相比，光子晶体与电磁波的相互作用有明显的差别，故而在应用中存在一些明显的优点；同时，对光子晶体的应用要求对其材料-结构-性能的关系有一个系统、深入的认识。本课题主要利用理论研究与实验结合的方法，针对不同的介质材料，设计具有不同周期性特征的光子带隙材料，并应用于天线中，提高片式天线的定向增益，实现天线在空间方向上的选择性，系统研究相关设计准则及作用机理。通过多层陶瓷低温共烧技术获得在中低介电常数基板上的高方向性小型片式天线。由于这种无源集成制备技术获得独石化一体结构天线器件，有效的减少了沿基板表面方向的辐射，可以有效提高电磁辐射方向性和辐射效率，在军事通讯及3G应用中需要的短距离定向接收天线中具有广阔的应用前景。

通过低温共烧陶瓷（LTCC）工艺制备出禁带位于超宽带（UWB）范围的电磁波禁带（EBG）天线低温高烧陶瓷基板，其电磁波禁带位于4GHz~5.5GHz之间。在基板上制备片式天线，通过微波暗室中对天线方向性进行测试，证明与普通陶瓷基座的天线相比，具有EBG结构的天线能够有效的改善其在空间辐射的方向性，起到使电磁波沿主瓣方向定向传输的效果。