[论文解读] Stacked Patch Antenna With Cross Slot Electronic Band Gap Structure

N. S. Raghava, Асок Де+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 16, 2013

Microwave Engineering and Waveguides参考文献 2被引用 3

一句话总结

该论文提出了一种集成十字形缝隙电子带隙（EBG）结构和短路销的堆叠贴片天线，以提升性能。通过优化探针馈电位置并利用EBG的禁带特性，该设计在2.586 GHz时实现了99.06%的辐射效率，表现出更高的增益和更低的表面波，适用于无线通信应用。

ABSTRACT

A cross slotted electronic band gap (EBG) with stacked rectangular patches shorted with a shorting pin is proposed in this paper. The study is being done on how the various parameters are varied by changing the probe feed location. The design is constructed by using stacking of patches, shorting pin and cross slotted EBG to form an optimized antenna design with antenna efficiency of approximately 99.06%. The radiation patterns are given at 2.586 GHz which can be used for wireless communications.

研究动机与目标

• 提升紧凑型微波天线在无线通信中的辐射效率和增益。
• 通过电子带隙（EBG）结构抑制贴片天线中的表面波激发。
• 研究探针馈电位置对堆叠贴片结构辐射图和效率的影响。
• 通过集成堆叠贴片、短路销和十字形缝隙EBG结构，优化天线性能。

提出的方法

• 设计了一种垂直堆叠的两个辐射贴片的矩形堆叠贴片天线。
• 使用短路销将贴片连接至接地平面，以增强带宽和增益。
• 在接地平面上蚀刻十字形缝隙EBG结构，以抑制表面波并形成禁带。
• 通过参数化方式改变探针馈电位置，分析其对辐射效率和辐射图特性的影响。
• 使用电磁仿真工具对天线进行仿真与优化，以实现期望的性能指标。
• 在2.586 GHz下对最终设计进行验证，测量辐射图和效率。

实验结果

研究问题

• RQ1 探针馈电位置如何影响堆叠贴片天线的辐射效率和增益？
• RQ2 十字形缝隙EBG结构在贴片天线中在多大程度上能抑制表面波？
• RQ3 堆叠贴片、增加短路销以及集成EBG的综合作用对整体天线效率有何影响？
• RQ4 所提出的结构能否在保持紧凑尺寸的同时实现高效率，适用于无线通信系统？

主要发现

• 所提出的天线在2.586 GHz时实现了99.06%的辐射效率，表明损耗极低。
• 十字形缝隙EBG结构有效抑制了表面波，有助于提升增益和方向性。
• 最优的探针馈电位置显著改善了辐射图的对称性和效率。
• 与单层结构相比，采用短路销的堆叠贴片结构显著提高了带宽和增益。
• 在2.586 GHz时的辐射图表现出稳定且方向性强的性能，适用于无线通信。