EBG全称为Electromagnetic Band Gap Structure,即电磁带隙结构。它是一种周期性结构,通过设计其周期性导电表面,实现对电磁波的反射、传播、聚焦和调制等控制。在通信、雷达、天线、微波和毫米波等领域中有广泛应用。
EBG结构具有良好的频率选择性和滤波性质,能够在微波和毫米波领域中实现高 Q 值谐振腔、低通和高通滤波器、天线的体积、带宽和增益的优化等效果。
EBG结构的优点主要有三个。第一点是尺寸小,具有厚度方向的厚度,宽度方向的宽度,以及长度方向的长度,均可根据需要进行设计和调整,体积小,便于集成化;第二点是电磁带隙效应显著,在带隙频率范围内,EBG结构具有高反射和低透射的特性,能够实现对电磁波信号的隔离和滤波;第三点是应用范围广泛,EBG结构不仅可以应用于天线和滤波器等领域,还可用于解决电磁兼容性(EMC)问题。
EBG结构的改进是研究人员的热点之一,常见的改进结构有双层结构、加厚结构、非均匀结构和多层结构等。这些改进结构能够进一步提高EBG结构的性能,如增大电磁带隙带宽,增加反射能力,提高谐振性能等。其中,多层结构是近年来较为研究的一类改进结构,通过增加EBG层数,可以扩宽电磁带隙带宽,使其适用于更宽的频率范围。同时,多层结构中间的介质层也会对电磁波的传播和反射产生影响,从而进一步提高EBG的性能。
在天线设计中,EBG结构主要应用于提高天线的增益、带宽和方向性等性能。由于EBG结构的兼容性和小尺寸特性,它可以被集成到天线的基底、衬底或者辐射补偿器中。EBG结构还可以通过调整形状和排列方式等手段来实现不同的工作频段和性能需求。此外,EBG天线结构还可以优化天线的方向性和辐射模式,从而更好地满足不同的场景需求。