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摘要 电磁带隙结构和相关人工电磁材料 的特性及应用研究 摘要 作为一种特殊的人工电磁材料，电磁带隙( e b g ) 结构由于其优异的特性近年来得到了学者们 的广泛的研究和应用。同时，超常介质材料( m e t m n a t e r i a l ) 等人工电磁材料由于电磁波在其中传播 时的独特相位特性，也成为研究热点。根据以电磁带隙结构为代表的一类人工电磁材料的周期性本 质，本文研究了它们之间的关系，并特别地就电磁带隙结构在滤波器设计中的应j = j 做了深入的探讨。 首先，本文利用无限长周期性结构的分析方法通过研究两类代表性的电抗加载周期性结构， 得出了电磁带隙特性与左右手特性可以存在于同一周期性结构的不同频率范围的结论；其次，通过 特征值方法将电磁带隙结构滤波器的通带波纹分解为单元因子和周期因子，并考察不同单元因子的 影响，得出了小通带波纹电磁带隙结构滤波器的设计方法；次之，通过提出耦合传输线级联形式的 等效电路，考察阻带对称度，提出了实现同一谐振频率不同3 d b 带宽的非对称l 形缺陷地结构：再 次，通过将l 形缺陷地结构按3 d b 带宽相等的原则等效为开路传输线，结合带阻滤波器准确殴计理 论，设计和制作了阻带衰减达5 7 d b 的带阻滤波器。最后，提取矩形缺陷地结构的特性阻抗和有效 相对介电常数，并用于实现微带低通滤波器中的高阻抗线，有效地避免了微带高阻抗线的加工困难， 并改进了相应滤波器的阻带和过渡带特性。 关键词：电磁带隙结构、超常介质材料、缺陷地结构、周期性结构、带阻滤波器 i 东南大学博士学位论文 i n v e s t i g a t i o no n c h a r a c t e r i s t i c sa n d a p p l i c a t i o n s o f e l e c t r o m a g n e t i cba n d g a ps t r u c t u r e sa n d r e l e v a n ta r t i f i c i a le l e c t r o m a g n e t i cm a t e r i a l s a b s t r a c t e l e t r o m a g n e t i cb a n d g a p ( e b g ) s t r u c t u r e sa r ew i d e l ys t u d i e da n da p p l i e dr e c e n t l yb e c a u s eo ft h e i r e x c e l l e n tc h a r a c t e r i s t i c s m e a n w h i l e ，a r t i f i c i a le l e c t r o m a g n e t i cm a t e r i a l s ，s u c ha sm e t a m a t e r i a l ，b e c o m eh o t p o i n t sf o rt h e i rs p e c i a lp h a s ec h a r a c t e r i s t i c so fe l e c t r o m a g n e t i cw a v ep r o p a g a t e st h e r e i n t o b a s e do nt h e f a c tt h a tas e to fa r t i f i c i a le l e c t r o m a g n e t i cm a t e r i a l sr e p r e s e n t e db ye b ga l lb e l o n g st o t h ep e r i o d i c s t r u c t u r e s ，t h i sp a p e rs t u d i e st h e i rr e l a t i o n s h i p sa n da p p l i c a t i o n s ，s p e c i a l l yi nt h ef i l t e rd e s i g n f i r s t l y , t w ok i n d so fr e a c t a n c el o a d e dp e r i o d i c s t r u c t u r e sa r es t u d i e dw i t ht h em e t h o do fi n f i n i t e p e r i o d i cs t r u c t u r e s i ts h o w st h a tt h ee b gc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h el e f t r i g h th a n d e dc h a r a c t e r i s t i c sc a ne x i s t i nap e r i o d i cs t r u c t u r eb u ta td i f f e r e n tf r e q u e n c i e s s e c o n d l y , t h er i p p l e si np a s s b a n d so fe b gb a n d s t o p f i l t e r sa r cd e c o m p o s e dt ot h eu n i tf a c t o ra n dt h ep e r i o d i cf a c t o rb y a r te i g e n v a l u em e t h o d f r o mt h es t u d yo f d i f f e r e n tu n i tf a c t o r s ad e s i g nm e t h o do fe b gb a n d s t o pf i l t e r sw i t hl o wp a s s b a n dr i p p l e s i sp r e s e n t e d t h i r d l y , a ne q u i v a l e n tc i r c u i to fc a s c a d e dc o u p l e d t r a n s m i s s i o nl i n e si sp r o p o s e d ，a n dt h es t o p b a n d s v m m e t r yo fls h a p e dd g s i ss t u d i e d a nu n s y m m e t r i cls h a p e dd g si sp r o p o s e dt or e a l i z er e s o n a t o r s w i t har e s o n a n tf r e q u e n c yb u td i f f e r e n t3 d bb a n d w i d t h f o u r t h l y , ls h a p e dd g s sa r ee q u i v a l e n tt oo p e n c i r c u i t e dt r a n s m i s s i o nl i n e si nam a n n e ro f3 d bb a n d w i d t h s b a n d s t o pf i l t e r sw i t hm a x i m u ms t o p b a n d a n e n u a t i o no f 5 7 d ba r er e a l i z e db y t h ea c c u r a t e d e s i g nm e t h o d o fb a n d s t o pf i l t e r s l a s t l y , t h e c h a r a c t e r i s t i ci m p e d a n c ea n de f f e c t i v er e l a t i v ep e r m i t t i v i t yo fr e c t a n g u l a rd g s a r ee x t r a c t e dt or e a l i z eh i g h i m p e d a n c em i c r o s t r i pl i n e sa n da p p l i e di nt h ed e s i g no fl o w p a s sf i l t e r s t h ed i f f i c u l t y i nt h er e a l i z a t i o no f h i g hi m p e d a n c em i c r o s t r i pl i n e si so v e r c o m ew h i l et h ec h a r a c t e r i s t i c si ns t o p b a n d sa n d t r a n s i t i o nb a n d sa 。 i m p r o v e d k e yw o r d s ：e l e c t r o m a g n e t i cb a n d g a p ( e b g ) ，m e t a m a t e r i a l ，d e f e c t e dg r o u n ds t r u c t u r e ( d g s ) ，p e r i o d i c s t r u c t u r e ，b a n d s t o pf i l t e r ， i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我 所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：主塑日期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和 电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名： 毛切 聊签名：坌氢日期：砌7 ，弓 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 传输线 1 8 6 4 年，j c m a x w e l l 在英国皇家学会中提出了标量形式的9 个方程，总结了已知的电和磁的 定律。这标志着电磁场理论的建立。关于m a x w e l l 方程组的一个早期结论是电磁波的预言。1 8 8 8 年，h h e r t z 利用两个感应线圈设计一个极近距离的电火花收发实验证实了电磁场的波动本质【2 j a 现 在我们知道电磁波始终伴随着时变电磁场。电磁波是电磁场以有限速度和扰动方式穿越媒质的形式 1 3 电磁波与物体的相互作用伴随着能量的反射和折射电磁波可以在边界被反射，并在一维或多 维形成驻波。这使得各种电磁波传输线和谐振器成为可能。 1 8 3 7 年，c w h e a t s t o n e 和wec o o k e 获得了第一个电报专利。1 8 4 5 年至1 8 5 3 年，欧洲各国 普遍建立了各自的电报线路。采用的传输线是双导体传输线，传输距离仅有几十公里，信号频率为 0 - 1 0 赫兹。1 8 5 1 年起英法等国开始铺设海底电缆。电缆内部为绞结成的铜线，中部为沥青浸泡过 的亚麻，外部罩有镀锌铁丝制成的金属层。这种传输线实际上是一种阻容式低通滤波器，即自感未 发挥作用，也缺乏磁场能量的贮存o h e a v i s i d e 在不加电感项的经典电报方程中引入了电感项以保 持方程的对称性，并建议在传输线上每隔一定间隔串联集总参数的电感线圈。1 8 9 9 年，m i p u p i n 用实验验证了加载电感的效果。1 9 0 3 年，英国建立了一条连接利物浦和瓦灵顿电感( 4 5 m h ) 加载 的线路这个线路是同轴线的雏形，也是人类首次将周期性结构应用在传输线领域的尝试。 1 8 9 3 年，j j t h o m s o n 通过求解二维波动方程分析了导体内部圆柱形空腔的电振动，导出了圆 波导中 儡模的特征方程，预言了圆波导传输电磁波的可能性。1 8 9 7 年，j w s t r u t t ( 即l o r d m i y i e i g l l ) 讨论了矩形波导和圆波导，提出了截止波长的概念，给出了矩形波导t e t 0 模和圆波导t e n 模的场方程组。1 9 3 6 年美国b e l l 研究所的研究员gc s o u t h w o r t h 正式发表了用波导传输微波的 报告。这标志微波技术的开端i j 。 此后，学者们发展了各种平面微波传输线，以便连接信号源和各类微波固态元件吼1 9 5 1 年， r m b a r r e t ：t 和m h b a r n e s 将平面印刷电路引入了微波领域，设计了一个用两层金属板间插入薄介 质支撑的印刷线的带状线结构，并为其注册了“s t r i p l i n e 商标嘲。1 9 5 2 年d d g r i e g 和h r e n g e l m a n n 提出了传输准t e m 模的微带线，用于取代带状线【 】1 9 6 8 年，s b c o h n 利用高介电常 数介质抑制辐射，提出了一种传播槽模的结构槽线，并指出了槽线在并联二极管等元件方面的 优越性【s 1 。1 9 6 9 年，c pw e n 提出了特别适合于并联元件的共面波导，并用于构成非互易旋磁元件 【9 l 。 1 1 2 周期性结构 周期性结构是一种单元在一维、二维或三维空间有限或无限延展的结构。它广泛存在于自然界 中，各种晶体结构是其典型代表。人类对于电磁波与周期性结构相互作用的首次研究可以追溯到 1 8 8 7 年j w s t r u t t 研究了电磁波在一种具有周期性孪生平面( 电张量镜像跳跃) 的水晶矿的奇特 l 东南大掌博士学位论文 的反射特性并发现了光在其中传播的一个细小带隙。由于晶体的周期性与光的入射角度相关，所 以反射光的颜色随着入射角度而剧烈变化【”i 。 在微波系统中。周期性结构可以细分为开放型周期性结构和封闭型周期性结构。前者利用电磁 波与其作用后的反射折射等特性使电磁波在空间叠加，以满足设计的电磁场分布要求典型的应用 有大线 i i - 1 3 1 和频率选择表面f 1 4 - 1 6 后者在传输线中周期性加载电抗元件，利州电磁波与加载元件的 一维和二维作用，在特定端口间进行功率分配。在封闭系统中能量主要沿传输线传播。很少向空 间辐射。典型的应用是移相器 1 1 - 1 9 1 和滤波器 2 0 - 2 2 1 。 周期性结构在传输线中的实现方式是每隔一定间隔加载电抗元件【“通过对无限长均匀加载的 周期性结构中电压和电流的行波分析可以得出这种结构的三个基本性质。第一慢波特性。电磁波 在其中传播的相速比不加载的传输线的相速慢。该结构在行波管系统中可以匹配场速和电子的速 度。如应用于微波集成电路中则可以减小分布元件的面积p 4 “i 。第二，与滤波器类似的带通和带阻 特性。周期性的反射使得某些频率的电磁波的传播得到了加强而形成通带，而另一些频率的电磁波 的传播受到了削弱而形成阻带。利用b r a g g 公式可以方便地估计通带和阻带的位置，在预定的频率 设计通带和阻带口o - 2 2 1 。第三，阻抗变换性质。其波阻抗( b l o c h 阻抗) 由于受到加载元件的调制 与未加载传输线的波阻抗相比有了较大的降低。阻抗的变化将影响电路的衰减和反射，对电路的匹 配特性造成一定的影响 2 7 - 2 9 l 。 近年来，电磁领域广泛关注的三种人工电磁结构电磁带隙结构，缺陷地结构和超常介质材 料就实质而言均是周期性结构的特例。它们与传统的周期性结构没有本质的差别，只是由于研究的 时间和侧重点的区别形成了多个名称。电磁带隙结构侧重于宽带高衰减的阻带特性；缺陷地结构则 是对基于微带的一种周期性结构的形象描述；而超常介质材料则刻画了特定通带内波矢量和能量传 播方向相反的特性在对这三类结构的分析中可以沿用周期性结构的分析方法。 l2 三种人工电磁结构 1 2 1 电磁带隙( e l e c t r o m a g n e t i cb a n d g a p ，e b g ) 结构 电磁带隙的概念是从光子带隙( p h o t o n i cb a n d g a p ，p b g ) 的概念发展来的光子带隙结构是人 工合成的二维或三维多层周期性结构它能有效地组织电磁波在特定频段的传播 3 0 l 。“光子”是一 个光学的概念，“带隙”则是一个半导体物理的概念。也就是说p b g 是一个光学与半导体物理结合 的产物。根据半导体物理的概念，能量处于能带的电子可以在半导体中无散射地传播。在能带间将 形成电子波无法传播的带隙。而电磁波在周期性媒质中的传播与电子波在半导体晶体中的传播方式 类似。当光波在光子晶体( 一种周期性分布的电磁材料) 中传播时，有一定频率范围的光波将受阻 2 第一晕绪论 而无法通过晶体。这种特性称为光子带隙。光子晶体的周期在带隙内与光波的波长成比例( b r a g g 条件) 。由于光子带隙，光子晶体可以成为一种完美的光隔离器，如使光在转弯处无耗传播等弘3 2 1 。 尽管多层薄膜结构在1 8 8 7 年j w s t r u t t 的电磁波在水晶矿的反射研究之后得到了学者们的广泛关 注，但是直到1 9 8 7 年，e y a b l o n o v i t c h 和s j o h n 结合了传统电磁学和固态物理才提出了全向二维 和三维光子带隙的概念 3 3 - 3 4 i 由于光子带隙结构的名称过于强调该结构与光领域的关系不适合在微波频段使用。一些研究 人员将它误认为一个从光学领域引入的与传统周期性结构有本质区别的全新概念，而忽略了以往微 波领域学者在周期性结构方面的研究成果。故学术界将这一术语修改为电磁带隙( e l e c t r o m a g n e t i c b a n dg a p 。e b g ) 结构【”1 早期电磁带隙结构的实现方法源于对晶体周期结构的一种模仿，通过组合不同介电常数的介质 材料形成三维周期性结构。由于这种实现方法过于复杂，一种改进方法是在介质层钻i l 或填充不同 的材料获得具有周期性变化的介电常数的材料。应用微波印刷工艺则可进一步简化加工的步骤， 形成了在微带线的地面上蚀刻周期性的图形的加工方法【3 7 】。该方法由于简单实用而成为e b g 微带 结构的典型实现方法，大部分学者对微带形式e b g 结构的改进研究也简化为对蚀刻图形的研究。 还有少数文献为了满足特定的要求研究了多层e b g 结构p s - 4 0 1 。此外传输线形式的e b g 结构还有 槽线、共面线和共面波导的实现方式”】。 电磁带隙结构有三种特性。一，慢波特性相应的应用有减小天线的尺寸1 4 ”、减小定向耦合器 的尺寸h 3 “】二，带通与带阻特性相应的应用有滤波器h “、谐振器1 4 1 ( 存在缺陷的周期性结构) 、 频率选择表面p 5 “i 、高阻抗表面1 4 9 】、抑制天线的表面波f 5 “、设计收发双工器及双工天线h o 5 ”、抑 制功率放大器输出端的高次谐波【“”、构造理想磁表面及t e m 波导i “。三，高等效特性阻抗特 性这一特性与前两个特性不同它不是周期性结构的特性而是由微带e b g 结构的独特实现方 式造成的。在微带线的地面上蚀刻形成耦合微带线槽线时，偶模的有效相对介电常数小于不蚀刻时 的微带线的有效相对介电常数【6 。这些影响使电磁带隙结构表现出不同程度的慢波效应；由于槽下 自由空间的影响加强，其特性阻抗亦高于不蚀刻时的情形，可达2 0 0 - - 3 0 0 欧姆1 6 3 这造成了微带 电磁带隙结构的高等效特性阻抗特性。相应的应用为实现微带电路中的高阻抗线 1 2 2 缺陷地结构( d e f e c t e dg r o u n ds t r u c t u r e ，d g s ) 随着对e b g 结构改变导波特性的研究，作为e b g 结构的一个特例，d g s 得到了发展d g s 破坏了微带线地面的屏蔽场，增加了有效相对介电常数。从传输线的角度来看t 宽窄不一的蚀刻图 形增加了d g s 微带传输线的有效电感和电容呻- 6 7 1 。d g s 与微带结构上实现的e b g 类似它们都通 过在微带线的地面上蚀刻图形来实现。但两者有三点区别：一，d g s 使用的单元个数比e b g 结构 k - 3 东南大学博士学位论文 少，甚至只有一个单元；二，d g s 的蚀刻单元比e b o 结构的蚀刻单元更为复杂，三，d g s 的蚀刻 单元可以等效为一个简单的电感和电容并联谐振的等效电路形式，即个单极点低通滤波器。这使 得d g s 较e b g 结构更容易分析和设计。d g s 的主要应用是抑制振荡器的谐波1 7 3 ”、作为各种滤波 器中的谐振单元【? 1 - 7 3 1 和定向耦合器等电路中的高阻抗线 7 4 - ”。 1 2 3 超常介质材料( m e t a m a t e r i a l l m e t a 在希腊语中的意思是超越。m e t a m a t e r i a l 则指一类具有自然存在的媒质所不具有的特性的 材料【。通常媒质( 右手媒质) 具有正介电常数和正磁导率，而超常介质则同时具有负介电常数和 负磁导率。它又名v e s e l a g o 材料f ”1 ，双负材料【7 s l ，反向波材料1 7 9 。舯】和左手媒质【“- s 4 1 。上世纪6 0 年 代，v v e s e l a g o 理论上提出了一类具有超常特性( 同时具有负介电常数和负磁导率) 的媒质m 1 。1 9 9 6 年，j b p e n d r y 重新研究了金属结构。按一定半径和间距周期性排列的金属线组成的材料表现出负 介电常数的特性，而按类似方式排列的金属环谐振器则表现出负磁导率的特性。这是人类首次发现 具有负磁导率的媒质，表明同时具有负介电常数和负磁导率的超常介质有了实现的可能【”】。2 0 0 0 年，d ，亿s m i t h 等人演示了一种由开口环谐振器和金属线构成的超常介质，并讨论了这种材料与 v e s e l a g o 的理论预言的关系l ”i 。这个实验成为超常介质发展的里程碑，此后数以百计的论文研究了 超常介质的种种特性。 超常介质的特性有如下四点：一、波矢量( 能流) 与相速( 传播方向) 相反电场强度e 、磁 感应强度b 和波矢量的方向k 在超常介质中组成一个左手系统，从而导致波矢量方向也与相速的方 向相反。相应的应用有微带左手传输线l “l 、分波长谐振器【8 9 - 9 1 1 、小尺寸强耦合的耦合器陋- 9 4 1 、超 前，滞后相移器【”卅二、辐射的逆d o p p l e r 频移效应。如果超常介质中的一个检测器向一个发射频 率为( d o 的频率源移动，那么接收到的频率将小于o 。这是因为检测器寻找波中具有相同相位定义 的点。该特性与通常媒质中的d o p p l e r 频移正好相反。三、逆c h e r e n k o v 辐射。c h e r e n k o v 辐射是带 电粒子在特定条件下通过媒质时辐射出的光。在通常媒质中光以前向方式辐射，而在左手媒质中 光以后向方式辐射。相应的应用有反向波天线【9 s 1 和漏波天线阻】。四、在超常介质和通常媒质的分 界面上出现负折射指数。入射波与折射波出现在法线的同侧。五、高阻特性。当超常介质与理想导 体紧密接触时，在一定的频率范围内，该结构将成为高阻表面。超常介质的形状等物理性质决定了 阻带的中心频率和带宽。相应的应用有吸收屏j 1 3 本文的主要研究内容 本博士论文的工作来源于国家自然科学基金项目“基于电磁带隙结构的人工电磁材料的特性和 应用研究”项目编号为6 0 4 7 1 0 1 8 。本文旨在研究三种周期性电磁材料的特性、新结构及新应用。 4 第一章绪论 在学者们以往工作的基础上，就三种人工电磁材料间的关系、电磁带隙结构带阻滤波器通带波纹及 其抑制方法、新型电磁带隙结构单元、带阻滤波器准确设计理论在电磁带隙结构设计中的应用和缺 陷地结构在低通滤波器设计中的应用等进行了研究。主要工作归纳如下： 一、本文第二章提出了两个具有通用性的对偶电磁带隙结构单元等效电路模型利用色散关系 和b r i l l o u i n 图研究了电磁带隙阻带和左，右手通带存在的条件针对两个电路模型进行了仿真，利用 地面刻槽的一种电磁带隙结构设计了实验。仿真、实验和理论分析结果相吻合，指出了同一物理结 构中电磁带隙特性和左右手特性可以在不同频率范围内共存的相互关系。 二、本文第三章采用特征值的方法，利用第二章提出的通用对偶电磁带隙结构单元等效电路模 型，从单个单元的a b c d 参数得到了e b g 带阻滤波器的s 参数，并给出了通带波纹位置和幅值的 估算方法。在此基础上。通过考察非谐振单元和谐振单元对通带波纹的影响，提出了一种通带内小 波纹阻带内大衰减的带阻滤波器的设计方法。 三、本文第四章提出了广义a b c d 矩阵，并根据l 形缺陷地结构的几何形状。结合多导体均匀 耦合无耗传输线理论给出了一种物理意义明确的等效电路。将平行耦合结构对阻带对称性的影响分 解为槽与微带耦合对阻带对称性的影响及耦合结构关于微带的不对称性对阻带对称性的影响。提出 了利用二者相反影响改善阻带对称性的非对称l 形缺陷地结构。 四、本文第五章根据缺陷地结构的谐振特性，基于3 d b 带宽相等的原则，将其等效为开路传输 线。通过引入带阻滤波器的准确设计理论，设计了一种以l 形缺陷地结构为单元的带阻滤波器。 五、本文第六章通过仿真提取矩形缺陷地结构的有效相对介电常数和特性阻抗，将缺陷地结构 等效为高阻抗传输线，取代传统的微带传输线用于低通滤波器的设计 以上工作均得到实验验证。 参考文献 lm a x w e l ljc ao y n a m i c a lt h e o r yo ft h ee l e c t r o m a g n e t i cf i e l d ，r o y a ls o a i e t y2 9 m t s a c l i o n s , c l v , m p n n t e di ns i m p s o n ，t ，m a x w e l lo ne l e c t r o m a g n e t i cf i e l d 【m i n e wb r u n s w i c k ，n j ：r u t g e r s u n i v e r s i t yp r e s s ，1 9 9 7 2s u s s k i n dc ，h e i n r i c hh e r t z ：as h o r tl i f e 【j 】i e e et r a n s o nm i c r o w a v et h e o r ya n dt e c h n i q u e s ，1 9 9 8 ， 3 6 ( 5 ) ：8 0 2 - 8 0 5 3 r o t l l w e l led ，c l o u dm j ，e l e e t r o m a g n e t i c s 【m 】n e wy o r k ：c r cp r e s s ，2 0 0 1 4 黄志洵，微波传输线理论与实用技术 m i 北京：科学出版社，1 9 9 6 5 h o w e 爪h ，p a s s i v ec o m p o n e n t s ：ab r i e f h i s t o r y 【j 】m i c r o w a v ej o u r n a l ，2 0 0 5 ，4 8 ( 11 ) 6b a r r e t trm ，b a r n e smh ，m i c r o w a v ep d n t e dc i r c u i t s c 】p r e s e n t e da ti r en a t i o n a lc o n f e r e n c co l l 5 东南大学博士学位论文 a i r b o r n ee l e c t r o n i c s ，d a m o n ，o h ，1 9 5 i 7 g r i e gdd ，e n g e l m a n nhf m i c r o s t r i p - an e wt r a n s m i s s i o nt e c h n i q u ef o rt h ek i l o m e g a c y c l er a n g e 【c 】p r o c e e d i n g so f i r e ，4 0 ( 1 2 ) ，1 9 5 2 1 6 4 4 1 6 5 0 8c o h nsb 。s l o tl i n e a na l t e m a t i v et r a n s m i s s i o nm e d i u mf o ri n t e l 弘t e dc i r c u i t s 【j 】g - m t t i n t e r n a t i o n a lm i c r o w a v es y m p o s i u md i g e s t , 1 9 6 8 ，6 8 ( 1 ) ：1 0 4 1 0 9 9 w e ncp c o p l a n a rw a v e g u i d e ，as u r f a c es t r i pt r a n s m i s s i o nl i n es u i t a b l e f o rn o n r e c i p r o c a l g y r o m a g n e t i cd e v i c ea p p l i c a t i o n s 【j 】g - m t ti n t e r n a t i o n a lm i c r o w a v es y m p o s i u md i g e s t ，1 9 6 9 ， 6 9 ( 1 ) ：1 1 0 1 1 5 1 0s t r u t tjw o nt h em a i n t e n a n c eo f v i b r a t i o n sb yf o r c e so f d o u b l yf r e q u e n c y , a n do nt h ep r o p a g a t i o no f w a v e st h r o u g ham e d i u me n d o w e dw i t hap e r i o d i cs t r d c t u r e 【j 】p h i l o s o p h i c a lm a g a z i n e ，18 8 7 ，2 4 ： h 5 1 5 9 i1l e ejl 。c h ouh ，c h oyi ( a n a l y s i sf o rad i e l e e t r i c a l l yf i l l e dp a r a l l e l p l a t ew a v e g u i d ew i t hf i n i t e n u m b e ro fp e r i o d i cs l o t si ni t su p p e rw a l la 1 5al e a k y w a v ea n t e n n a 【j 】i e e et r a m 0 0a n t e n n a sa n d p r o p a g a t i o n ，1 9 9 9 ，4 7 ( 4 ) ：7 0 1 - 7 0 6 1 2m e n z e lw ，p i l zd ，a l - t i k r i t im ，m i l l i m e t e r - w a v ef o l d e dr e f i e c m ra n t e n n a sw i t hh i i g hg a i n ，l o wl o s s ， a n d l o wp r o f i l e 【j 】i e e ea n t e n n a sa n dp r o p a g a t i o nm a g a z i n e ，2 0 0 2 ，4 4 ( 3 ) ：2 4 - 2 9 1 3c b e nk c ，q i a nyx ，t z u a n gckc ，e ta 1 ap e r i o d i cm i c r o s t r i pr a d i a la n t e n n aa r r a yw i t ha c o n i c a l b e a m 【j 】i e e et r a n s o na n t e n n a sa n dp r o p a g a t i o n ，2 0 0 3 ，5 1 ( 4 ) ：7 5 6 - 7 6 5 1 4j o h a n s s o nm s a n f o r dj ，l a r g ef i n i t ep e r i o d i cs t r i pa r r a y s c 】a n t e n n a sa n dp r o p a g a t i o ns o c i e t y i n t e r n a t i o n a ls y m p o s i u m ，2 。1 9 9 6 1 4 4 4 - 1 4 4 7 1 5 y a n gl ，x us ，i n v e s t i g a t i o ni n t oe f f e c t so fd i e l e c t r i cl o s so nf r e q u e n c ys e l e c t i v ec h a r a c t e r i s t i c so f d i e l e c t r i cp e r i o d i cs t r u c t u r e s 【c 】i e ep r o c e e d i n g s m i c r o w a v e s ，a n t e n n a sa n dp r o p a g a t i o n ，1 4 8 ( 5 ) , 2 0 0 1 3 0 2 - 3 0 6 1 6 a p l e t a l i nvn 。k a z e n t s e vyn ，s o l o s i nvs f r e x l u e n c y - s e l e c t i v es u r f a c e s w i t hd u m b b e l ls h a p e d e l e m e n t s 【c 】i e e ea n t e n n a sa n dp r o p a g a t i o ns o c i e t yi n t e r n a t i o n a ls y m p o s i u m ，4 - 2 0 0 1 4 0 6 - 4 0 9 1 7l i uj 。b u t l e rjke v a n sga ，e ta 1 a n a l y s i so fm i l l i m e t e rw a v ep h a s es h i f l e r sc o u p l e dt oaf i x e d p e r i o d i cs t r u c t u r e f 1 i e e et r a n s o nm i c r o w a v et h e o r ya n dt e c h n i q u e s ，1 9 9 6 ，4 4 ( 8 ) ：1 4 1 6 - 1 4 2 3 1 8b u s l o vozk e y svn ，k o t e l n i k o vi e ta 1 m i c r o w a v ef e r r o e l e c t r i cp h a s es h i f t e r sb a s e do nt h e p e r i o d i c a ls t r u c t u r e s 【c 】1 5 山i n t e r n a t i o n a lc r i m e a nc o n f e r e n c eo nm i c r o w a v e & t e l e c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y , 2 2 0 0 5 5 5 1 - 5 5 3 6 第一覃靖论 1 9d a m mc ，s c h u s s l e rm ，o e r t e lm ，e ta 1 c o m p a c tt u n a b l ep e r i o d i c a l l yl cl o a d e dm i c r o s t r i pl i n ef o r p h a s es h i r i n ga p p l i c a t i o n s c 】i e e em t t - si n t e r n a t i o n a lm i c r o w a v es y m p o s i u md i g e s t , 2 0 0 5 2 0 0 3 - 2 0 0 6 2 0 k a r y a m a p u d ibm ，h o n gjs ，c o p l a n a rw a v e g u i d ep e d o d i cs t l u c t o r e sw i t hr e s o n a n te l e m e n t sa n d t h e i ra p p l i c a t i o ni nm i c r o w a v ef i l t e r s 【c 】i e e em t t - si n t e m a t i o n a lm i c r o w a v es y m p o s i u md i g e s t 3 ，2 0 0 3 1 6 1 9 - 1 6 2 2 2 1 l e n o i rb b l o o d yp b a i l l a r g e a td ，e ta 1 an o v e lp l a n a rs i l i c o nw a v e g u i d ef i l t e ra t4 5g h zb u s e do na p e r i o d i cs t r u c t u r e 【c 】i e e em t i - si n t e r n a t i o n a lm i c r o w a v es y m p o s i u md i g e s t ，3 ，2 0 0 2 1 9 2 3 _ 1 9 2 6 2 2l e n o i rb ，b a i l l a r g a a td ，v e r d e y m es ，e ta 1 p e r i o d i cs t r u c t u r e sf o ro r i g i n a ld e s i g no f v o l u m i n o u sa n d p l a n a rm i c r o w a v ef i l t e r s 【c 】i e e em t t - si n t e r n a t i o n a lm i c r o w a v es y m p o s i u md i g e s l3 ，2 0 0 1 1 4 7 9 - 1 4 8 2 2 3p o z a rdm ，m i c r o w a v ee n g i n e e r i n g 【m 】2 “e d i t i o n ，n e wy o r k ：j o h nw i l e y s o n s ，1 9 9 8 2 4 y a n gfrq i a nyx ，c o c c i o l ii le ta 1 an o v e ll o w l o s s s l o w - w a v em i c r o s t r i ps t r u c t u r e 【j 】i e e e m i c r o w a v ea n dg u i d e dw a v el e t t e r s ，1 9 9 8 ，8 ( il ) ：3 7 2 - 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