1999 年,D. Sievenpiper 提出了一种新型的电磁带隙结构[4],这种周期结构 的小贴片分布在介质基板上,具有同相位反射的特性。如下图所示。

AMC 基本结构

图 1 AMC 基本结构

之后的 2003 年,F.Yang 和 Y. Rahmat-Samii[5]在偶极子天线应用的基础上, 提出了加载 AMC 结构的驻波特性,并根据加载了 AMC 结构的偶极子天线的特性, 认为:反射相位在 90°±45°对应的频率范围称为反射相位带隙。之后,AMC 结构的性能被不断的证实。例如,Y.Zhang 等人提出反射相位带隙与 AMC 结构 单元之间的宽度无关、L.C.Kretly 等人提出 AMC 结构的厚度和高度变化会影响 谐振频率的变化[17],并进而影响结构的表面波带隙,从而改变高度和厚度就可 以实现带隙的可调。68435

此外,还有很多对 AMC 结构的不同应用研究。F.Yang 等人还提出微带天线 可以加载 AMC 结构以实现低剖面天线[5],并用 AMC 结构来抑制微带天线表面 波,可以实现高增益、低寄生辐射的高性能天线。Y.Zhang 和 J.von Hagen 等人 用缝隙耦合微带天线加载 mushroom-like 的 EBG 结构[13],这种结构具有阻带带 隙特性从而可以抑制反射面的表面波传播,降低相控阵天线的副瓣,提高天线阵 列性能。Z.Iluz 等人对微带相控阵天线研究发现,通过加载 AMC 结构后,可以 降低天线单元间的耦合[14],某种程度上可以缓解扫描盲点问题。R.E.Diaz 等人提 出了 AMC 结构表面上的 TM 表面波传输特点:AMC 结构表面可以传输无数个TM 模式,TM 模表面波带隙只出现在最低次模的两个模式之间。所以,如果控 制孔径半径和排列阵列密度,改变表面可传输的 TM 模,[16]可以控制 TM 模表 面波带隙发生改变。L.C.Kretly 等人研究了三层 AMC 结构的厚度变化对表面波 带隙的影响[7],结果发现,谐振频率会随着 AMC 结构的厚度变化而改变,表面 波带隙也因此发生变化,以达到调节表面波带隙的目的。本论文中利用的就是三 层 AMC 结构。论文网

之后,更多的研究重点放在了新型 AMC 结构上。在文献[8]中,Y. Wen 等人 提出了一种新型的十字型 AMC 结构,这种结构在包括 Ku 波段的较宽频带内可 看成高阻抗表面,无论是 TE 还是 TM 极化的平面波都能适用。结构如下图 2 所 示。

2007 年,在文献[9]中,M. Hosseinpanah 提出一种双层 2L 型 AMC 结构,这 种新型结构可以代替传统的 AMC 结构,性能和增益不受影响,但是可以大大减 少单元面积尺寸,减少工艺加工难度。结构如上图 3 所示。2008 年,A.Froozesh 继续研究了偶极子天线加载 AMC 结构的应用[10],并对比研究 AMC 结构对带宽、 增益和方向图的影响。因为本论文关注的是加载 AMC 结构后微带天线的效率问 题,所以还关注了在文献[11]中,Koji Inafune 等人对 Y.Zhang 和 Sievenpiper 两个 学者提出的不同的 AMC 结构进行比较。结果表示,有金属通孔连接接地板的 EBG 结构具有阻带带隙特性,而不具有阻带带隙特性的正方形 AMC 结构则没有 金属通孔。本论文中采用的是没有金属通孔的方形 AMC 贴片结构。从本论文的 实验和结论中可以发现,贴片数目阵列对天线性能也有很大的影响。

近几年来,国内在人工磁导体方面的研究也越来越多,出现了很多优秀的科 研成果,形成了规模化的研究方向。但与国际先进科技成果相比,国内的研究还 需要系统性和整体性的加强。

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