基于EBG的紧致型吸波覆层波导测试研究

1 引言

在微波毫米波领域，由于光子晶体结构所具有的带隙特性，从而使其在滤波，谐波抑止，电磁兼容等方面有着重要的应用价值。最初，光子晶体主要应用于光学领域，其结构主要是通过介质嵌入或镂空等技术制成。随着微波毫米波技术的发展，通过进一步的深入研究，可以在微波毫米波频段内采用金属结构阵列来实现光子晶体的特性，于是光子带隙结构（PBG）又被称为电磁带隙结构（EBG）。在EBG的研究中，通常人们关心EBG的表面波特性和反射相位特性。但是从空间波的角度来看，对电磁波入射到EBG阵列上的反射波幅度的研究同样有着重要的应用潜力。由于新型电磁结构和材料所具有的巨大实际应用前景，除了对其所新的特性进行探索研究外，研究对于一些新型电磁材料的简单、方便和有效的实验分析方法，在新型材料的设计和特性分析方面具有重要的实际意义。

通常，除了主要考察了这种电磁周期结构的表面波特性，还有意的对其空间波反射特性进行了分析。由于通常结构具有的更为明显的电抗特性，因此反射特性较差。为了有效的改善电抗表面电学特性，从而挖掘其在天线、吸波、隐身等方面的潜力，国内外均进行了大量研究。其中一种有效的方法是在相应的电磁周期结构中加载不同功能器件，进而改变波入射电磁周期阵列后的反射或导行特性，从而就可以实现特定的功能要求。

2 测试分析模型

本文将在作者课题组此前研究的Mushroom型EBG结构的基础上，对在该结构中加载贴片电阻的情况进行研究。对于传统的Mushroom型EBG周期阵列结构通过恰当的设计可以实现对于表面波的不同滤波特性，但是对于空间波由于该类型结构通常呈现电抗特性因而对空间来波的反射较大。如果用加载电阻元件的这种结构覆盖一定的空间目标，则可以通过电阻损耗掉一部分空间来波，进而在一定程度上减小该目标的散射截面。Mushroom型EBG结构是一种在印制电路板上通过腐蚀和打通孔的方式制备的一种新型电磁材料，其结构形式见图1。

图1 Mushroom型紧致EBG结构

这种电磁材料工作在微波频段，并可以呈现出带隙特性，从而可以通过与固体物理中研究光子带隙材料（PBG）相类似的方法来对其进行研究。下面将波导分析法的基础上，利用波导的高 特性，对EBG结构加载集总电阻元件进行实测研究。

表1 紧致EBG结构几何尺寸（单位：mm）

EBG结构采用课题组已有两种不同厚度的材料样品，两种样品的厚度分别为1.5mm和2.5mm，其中EBG的介质基板是相对介电常数为2.65的高频板。其它几何参数如表1所示。

图2 波导测试方法示意图