摘要自2009年GWG（Gap waveguide）传输线被报道以来，对其的研究一直有很多，其应用也十分广泛。利用其与空气矩形波导类似的传输特性，直接在GWG结构的上层PEC表面上开缝，研究缝隙天线的研究也相继出现。80521

本文GWG结构是以蘑菇型EBG（Electromagnetic Band Gap）结构为基础，利用EBG结构的抑波特性，使准TEM模式的电磁波只能沿着脊上方的空气层传播。在此GWG结构上使用两种方法在上层PEC表面开缝实现缝隙辐射。

首先在GWG传输结构的基础上去掉一个波导端口实现终端短路并再加上三个周期的金属PIN结构，目的是为了让能量不从波导端口流出而是从缝隙中辐射出去并调节线宽进行阻抗匹配。并在此基础上利用波导裂缝的知识求出缝隙的参数，在PEC表面开缝，并用HFSS软件进行仿真。最后，本文着重分析了缝隙的位置、长宽以及缝隙的间距对天线性能的影响。

毕业论文关键词  电磁带隙  间隙波导  缝隙天线

毕业设计说明书外文摘要

Title  Analysis and Design of Gap Waveguide Slot Antenna 

Abstract Since the GWG (waveguide Gap) transmission line was reported in 2009, more and more research and applications appeared with decades。GWG was found to have the similar transmission characteristics。Those antennas which slotting on the surface of PEC was designed。

In this paper, the GWG structure is based on the mushroom type EBG (Band Gap Electromagnetic) structure。The quasi-TEM mode wave propagates in the upper air layer along the ridge because the other waves were suppressed by EBG structure。

At first,I remove a waveguide port and add three periods of the metal pin structures to make energy radiate from the slots。Then,I adjust the width of the transmission line to meet the impendence matching。Based on it,the parameters of the slots on PEC suiface was studied by using the knowledge of waveguide。The antennas are simulated in HFSS software。At last,the factors of position, width and the distance between gaps on the performance of the antenna were studied。 

Keywords  EBG  Gap waveguide  Slot antenna

目   录

1 绪论 1

1。1  选题背景及意义 1

1。2研究现状 2

1。3本文的主要工作以及内容安排 3

2。GWG结构 4

2。1单元结构原理 4

2。2 各参数对EBG结构的影响 5

2。3。GWG结构原理及分析 9

3。GWG缝隙天线阵列 12

3。1波导缝隙理论 12

3。2宽边纵向开缝以及各参数对其性能的影响 14

3。3宽边斜向开缝以及各参数对其性能的影响 20

结  论 30

致  谢 31

参 考 文 献 32

1 绪论

自2009年GWG（Gap waveguide）传输线被报道后，鉴于其具有低传输损耗、低加工成本以及对上下金属板之间的电连接要求不高等特性，同时适用于高频和低频频段[1]。GWG的传输原理是，当具有一定高度的上层PEC表面与周期性结构表面的距离不超过1/4波长时，周围的周期性高阻抗表面与上层金属PEC表面结合形成阻带，中间的传输线则是PEC与PEC表面结合形成通带，从而电磁波只能够从中间的传输线传输。GWG中传输的波形为准TEM波，类似于线极化波导中传输的波，只能垂直于上下金属面。其特征阻抗可以利用微带线特征阻抗的2倍来估算，并且会随着频率的不同而改变。高阻抗表面一般用周期性的金属PIN或者接地的金属片即EBG结构实现；相比而言，EBG形式的带宽更大，结构更加紧凑。