维普资讯 http://www.cqvip.com 第２７卷第３期 弹箭与制导学报 ・ ２２９ ・ ＥＢＧ结构在柱面共形微带天线中的应用 刘 涛，曹祥玉，张 广，余 征 （空军工程大学电讯工程学院，西安 ７１００７７） ［摘要］利用光学Ｂｒａｇｇ反射条件，设计了两种曲面电磁带隙结构．观察了其带隙特性，并首次把他们应用到 柱面共形微带贴片天线中。仿真结果显示，利用ＥＢＧ结构后 微带天线的高次谐波得到了很好地抑制。 ［关键词］曲面；共形天线；谐波；回波损耗 ［中图分类号］ＴＮ８２ ［文献标志码］Ａ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｕｒｖｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ ＥＢＧ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｎ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｃｏｎｆｏｒｍａｌ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ａｎｔｅｎｎａ ＬＩＵ Ｆａｏ，ＣＡ（）Ｘｉａｎｇ—ｙｕ．ＺＨＡＮＧ Ｇｕａｎｇ，ＹＵ Ｚｈｅｎｇ （Ｔｈｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｘｉ’ａｎ ７１００７７・Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｈｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃｓ Ｂｒａｇｇ，ｔＷＯ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｕｒｖｅｄ ＥＢＧ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｒｅ ￣ｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｂａｎｄｇａｐ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｙ ａｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔＯ ｔｈｅ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ａｎ— ｔｅｎｎａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔｉｍｅ． ｌ＇ｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ．ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｅｎｎａ ｗｉｔｈ ＥＢＧ ａｒｅ ｐｅｒ— ｆｅｃｔｌｙ ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｐａｔｃｈ ａｎｔｅｎｎａ ｗｉｔｈｏｕｔ ＥＢＧ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｖｅｄ；ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ａｎｔｅｎｎａｓ；ｈａｒｍｏｎｉｃ；ｒｅｔｕｒｎ ｌＯＳＳ 地抑制天线的高次谐波。 ｌ 引言 微带天线具有结构简单，易于制作，成本低， 体积小，重量轻，低剖面，能与载体共形等优点。 近二十年来，这种天线得到了广泛的应用。但由 于表面波、高次模、馈线损耗和介质损耗的影响， 微带天线也存在着效率低的缺点。电磁带隙 ＥＢＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｂａｎｄ—ｇａｐ）结构是一种人 ２ 曲面ＥＢＧ结构的设计 这里曲面电磁带隙结构的设计和平面电磁 带隙结构一样，依据光学Ｂｒａｇｇ反射条件： ２・ｋ一是 一２￣ｒ／ａ （１） 可得ＥＢＧ结构的周期ａ： ａ— ／２ （２） 造周期性介质结构，它在一定的频率范围内表现 出频率禁带特性，在频谱上形成电磁带隙，频率 落在带隙的电磁波将不能传输。ＥＢＧ结构这一 概念一经提出，在微波电路和天线领域得到了广 。一ｃ／ｆｏ￣／￡ （３） ｅ 一 ＋ （ ＋１２ （ ） （４） 泛应用¨ 。但目前ＥＢＧ的应用研究主要集中 于平面结构上，在曲面共形天线中的应用还很少 有研究报道。文中首次把ＥＢＧ结构应用于柱面 微带天线，利用ＥＢＧ带隙特性抑制柱面天线的 高次谐波。仿真结果表明，ＥＢＧ结构可以很好 式中：ｋ为导波模的波数。Ｃ为光速，ｅ，和ｅ 分别为 介质的相对介电常数和有效介电常数，ｈ为介质 厚度，叫为对应于５０￣２微带线的线宽。依据（１～ ４）式可设计所需频率带隙的ＥＢＧ结构。 ＊收稿日期：２００６—０８—３ｌ： 修回日期：２００６一ｌＯ一２Ｏ 基金项目：国家自然科学基金（６０６７１００１）；陕西省自然科学基础研究计划（２００５Ｆ２１）；西安市工业攻关项目 （ＧＧ０６０２０）；空军工程大学电讯工程学院博士创新基金资助 作者简介：刘涛（１９７６一）．男．山东人．博士研究生．研究方向：电磁场数值算法和电磁带隙结构研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com ・ ２３４ ・ 弹箭与制导学报 ２００７正 Ｈａａｒ小波熵值较小，平均交叉熵较大，整体 应用选择不同的小波基。在多聚焦图像的融合 综合性能较差；ＤｂＮ系列小波中，ｄｂ４小波和 应用中，如果要求融合图像的清晰度高，可以首 ｄｂ８小波较优；ＳｙｍＮ系列小波中，ｓｙｍ２小波综 选ｄｂ４小波。要求一般的图像融合，可选择基于 合性能较优；ＣｏｉｆＮ系列小波中ｃｏｉｆ４综合性能 像素的融合算法，选择ｄｂ４小波和ｓｙｍ２小波就 较好；双正交小波中，ｂｉｏｒ２．２和ｂｉｏｒ４．４综合性 可以满足。在要求性能高的情况下，可选择基于 能较好；ｄｂ２和ｓｙｍ２的融合性能一样。ｂｉｏｒ２．２ 区域的融合算法，选择双正交小波，双正交小波 和ｂｉｏｒ４．４的综合性能较正交小波较优。 可以首选使用ｂｉｏｒ２．２和ｂｉｏｒ４．４小波。对于异 表４不同小波基于区域融合算法的图像融合结果 质多传感器图像，如可见光图像与红外图像，可 见光图像与毫米波图像，荧光图像与透射图像等 的融合情况，小波基的选取问题需要进一步 研究。 ［参 考 文 献］ ［１］ ＨａＩｌ Ｄ Ｌ，Ｌｌｉｎａｓ Ｊ．Ａｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔＯ ｍｕｌｔｉｓｅｎ－ ｓｏｒ ｄａｔａ ｆｕｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＩＥＥＥ．１９９７，８５（１）： 由表４、图５、 ６～２３． ［２］ Ｖａｒｓｈｎｅｙ Ｐ Ｋ．Ｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒ ｄａｔａ ｆｕｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｌｅｃ— 图６、围７可知， ｔｒｏｎ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｅｎｇ．Ｊ．．１９９７．９（６）：２４５—２５３． 在基于区域的图 ［３］ Ａｇｇａｒｗａｌ Ｊ Ｋ．Ｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒ ｆｕｓｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｖｉ— 像融合中，ｄｂ４小 ｓｉｏｎ［Ｍ］．Ｂｅｒｌｉｎ：Ｓｐｉｎｇｅｒ—Ｖｅｒｌａｇ，１９９３． 波的融合结果，可 ［４３ 李树涛．王耀南．龚理专．多聚焦图像融合中最佳小 见度仍然较高；双 图５ ｄｂ４小波基于区域融 波分解层数的选取［Ｊ］．系统工程与电子技术． 正交小波ｂｉｏｒ２．２ 合算法的融合图像 ２００２．２４（６）：４５—４８． 和ｂｉｏｒ４．４小波综合性能相对较优。 ［５］ Ｗａｎｇ Ｗｅｉ—ｗｅｉ．Ｓｈｕｉ Ｐｅｎｇ－ｌａｎｇ．Ｓｏｎｇ Ｇｕｏ－ｘｉａｎｇ． Ｍｕｌｔｉ—ｆｏｃｕｓ ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ ｉｎ ｗａｖｅｌｅｔ ｄｏｍａｉｎ［Ｊ］． 一一 Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．２００４，２６（５）： ６６８—６７１． ［６］ Ｑｉｎｇ—Ｆｅｎｇ Ｌｉｕ． Ｇｕｏ－Ｆａｎｇ Ｓｈｅｎｇ， Ｚｈａｏ－Ｘｉａｏ Ｌｅｎｇ．Ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｏｒｔｈｏｇ— ｏｎａ［ｗａｖｅｌｅｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ［Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｓｅｃｏｎｄ 图６ ｂｉｏｒ２．２小波基 图７ ｂｉｏｒ４．４小波基于 Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｌｅａｒｎｉｎｇ ａｎｄ 于区域融合算 区域融合算法 Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ［ｃ］．Ｘｉ’ａｎ．２００３，２８６４—２８６８． 法的融合图像 的融合图像 ［７］ ＺＨＡＮＧ Ｚ．ＢＬＵＭ ＲＳ．Ａ Ｃａｔｅｇｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉ— ｓｃａｌｅ ２ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅｓ ５ 结论 ｗｉｔｈ ａ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｔｕｄｙ ｆｏｒ ａ ｄｉｇｉｔａｌ ｃａｍｅｒａ ａｐｐｌｉ— ｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ．１９９９．８７（８）： 小波变换的基函数非常丰富，可针对不同的 １３】５—１ ３２６． ・＋＊・－ 一・－ 一＋一＋—＋＊— 一－＋＊＋一＋＊＋＊＋一＋ （上接第２３０页） ｏｎ ｖａｒａｃｔｏｒ ｌｏａｄｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ。。ｂａｎｄｇａｐ ｃｏｐｌａ － ｂａｎｄｇａｐ ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｎａｒ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏ— ａｎｄ（ｓｕｂ）ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ ｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．２００５，５３（８）：２５０６— Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ２００３．５ ｌ ２５ｌ４． （１０）：２６６７—２６７７． ［３］ Ｂａｎ－Ｌｅｏｎｇ Ｏｏｉ．Ｃｏｍｐａｃｔ ＥＢＧ ｉｎ－ｐｈａｓｅ ｈｙｂｒｉｄ－ ［２］Ｅｍｍａｎｕｅｌ Ｐｉｓｔｏｎｏ，Ｐｈｉｌｉｐｐｅ Ｆｅｒｒａｒｉ，Ｌｉｏｎｅｌ Ｄｕｖｉｌ— ｒｉｎｇ ｅｑｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｌａｒｅｔ．Ｊｃａｎ－Ｍａｒｃ Ｄｕｃｈａｍｐ ａｎｄ Ｒｏｂｅｒｔ Ｇ Ｈａｒｒｉｓｏｎ． Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．２００５．５３（７）： Ｈｙｂｒｉｄ ｎａｒｒｏｗ—ｂａｎｄ ｔｕｎａｂｌｅ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｌｉｔｅｒ ｂａｓｅｄ ２３２９—２３３４．
