平面光子带隙结构的建模
这个例子展示了如何在天线工具箱中创建和分析微波平面光子带隙(PBG)结构。光子带隙结构由周期性晶格组成，它提供了电磁波在一个或多个方向传播的有效和灵活的控制。微波平面PBG结构是在2000年左右由Itoh教授和他的团队首次提出的。这些结构在一定的频率范围内产生一个停止带，并且通过切割金属接地面上的周期性图案很容易实现。
设计频率及系统参数
本例中显示的设计与[1]中相同。在RT/Duroid 6010衬底上设计了50欧姆的传统微带，其介电常数为10.5，厚度为25 mil。条带宽度为27 mil，背面晶格的周期保持在200 mil, PCB板的整体尺寸为6个周期乘以9个周期。
时间= 200 * 1 e - 3 * 0.0254;% period = 200mil;boardLength =时间* 6;boardWidth =时间* 9;boardThick = 25 * 1 e - 3 * 0.0254;%板的厚度为25milboardPlane =天线。矩形(“长度”boardLength,．..“宽度”, boardWidth);子=介质(“名字”，“Duroid6010”，“EpsilonR”, 10.5,．..“厚度”, boardThick);stripWidth = 27 * 1 e - 3 * 0.0254;% 27 mil;stripLength = boardWidth;带=天线。矩形(“长度”stripWidth,．..“宽度”stripLength,“中心”, (0,0));
在我们的第一个研究中，一个半径为25mil的圆被用作在地面上的单位蚀刻形状。从地平面上蚀刻出一个3 × 9大小的格子。建造的地平面如下所示。随后，我们还研究了半径分别为50 mil和90 mil的不同圆微带的性能。
接地= boardPlane;半径= 25 * 1 e - 3 * 0.0254;%孔半径= 25mil;posStart = [-period， - stripllength /2+period/2];为i = 1:3为j = 1:9 pos = posStart +[(张)*时期,(j - 1) *时期);圆=天线。圆(“半径”半径,．..“中心”、pos、“NumPoints”16);GND = GND -圆;结束结束图;显示(接地);轴平等的；
在这里，我们将顶部微带、基片和蚀刻地平面组合成pcbStack对象进行网格和全波分析。最终构建的几何体如下所示:
obj = pcbStack (“名字”，“二维能带结构”）;obj。BoardShape = boardPlane;obj。BoardThickness = boardThick;obj。层={地带,接头,接地};obj。FeedLocations = [0, -boardWidth / 2, 1, 3, 0, boardWidth / 2, 1, 3);obj。FeedDiameter = stripWidth/2; figure; show(obj); axis平等的；标题(obj.Name);
我们在工具箱中使用手动网格模式手动网格结构，以更好地控制输出的三角形和四面体。
图;网格(obj,“MaxEdgeLength”12 * stripWidth,．..“MinEdgeLength”stripWidth,的增长速度, 0.85);
为了观察带隙效应，我们计算了二端口系统的s参数。带隙效应表现在S21参数中。在分析中，我们计算了从2 GHz到16 GHz的s参数，并绘制了三种不同圆半径下的S21和S11。所有s参数分析的结果都已预先计算并存储在mat -文件中。
频率= linspace (2 e9 16 e9,141);
sparam = sparameters (obj,频率);
图;
rfplot (sparam, 1, 1, ' - o ');
抓住;
rfplot (sparam 2 1 ' - o ');
负载(“atx_bandgap_data.mat”，“sparam_25mil”）;负载(“atx_bandgap_data.mat”，“sparam_50mil”）;负载(“atx_bandgap_data.mat”，“sparam_90mil”）;图;次要情节(1,1);rfplot (sparam_25mil, 1, 1,“- - -”）;文本(4 e9, -40,'半径= 25密耳'，“字形大小”8“颜色”，“米”)举行在；rfplot (sparam_25mil 2 1,“——”）;传说从；次要情节(3、1、2);rfplot (sparam_50mil, 1, 1,“- - -”）;文本(4 e9, -40,'半径= 50密耳'，“字形大小”8“颜色”，“米”)举行在；rfplot (sparam_50mil 2 1,“——”）;传说从；次要情节(3,1,3);rfplot (sparam_90mil, 1, 1,“- - -”）;文本(4 e9, -40,半径= 90毫升的，“字形大小”8“颜色”，“米”)举行在；rfplot (sparam_90mil 2 1,“——”）;
由计算得到的s-参数可以清楚地看到，在11GHz左右存在一个阻带，将50欧姆匹配传输线转换为带阻滤波器。通过改变在地平面上的蚀刻形状，可以实现低通或高通等不同的滤波器结构。
90度弯曲微带结构
如图所示，一个补偿的直角微带弯曲与图案地平面被创建。在地平面上蚀刻的圆沿直角弯曲。
bendboardLength =时间* 9;bendboardWidth =时间* 9;boardThick = 25 * 1 e - 3 * 0.0254;%板的厚度为25milbendboardPlane =天线。矩形(“长度”bendboardLength,“宽度”, bendboardWidth);bendgnd = bendboardPlane;stripLength = bendboardWidth / 2;strip_1 =天线。矩形(“长度”stripLength,“宽度”stripWidth,“中心”[stripLength / 2,0]);strip_2 =天线。矩形(“长度”stripWidth,“宽度”stripLength + stripWidth / 2,“中心”[0, -stripLength / 2 + stripWidth / 4]);bendstrip = strip_1 + strip_2;半径= 50 * 1 e - 3 * 0.0254;%孔半径= 50mil;posStart = [-period， - stripllength +period/2];pos = 0(27日,2);为i = 1:3为j = 1:6 pos = posStart +[(张)*时期,(j - 1) *时期);圆=天线。圆(“半径”半径,“中心”、pos、“NumPoints”15);Bendgnd = Bendgnd -圆;结束结束posStart = [period， -period];为i = 1:3为j = 1:3 pos = posStart +[(我)*时期,(j - 1) *时期);圆=天线。圆(“半径”半径,“中心”、pos);Bendgnd = Bendgnd -圆;结束结束图;显示(bendgnd);轴平等的；
PCB堆栈创造
通过组织PCB层，设置端口的馈电位置，创建层堆栈。
bendobj = pcbStack (“名字”，“二维带隙弯曲结构”）;bendobj。BoardShape = bendboardPlane;bendobj。BoardThickness = boardThick;bendobj。层= {bendstrip、潜艇,bendgnd};bendobj。FeedLocations = [0, -bendboardLength / 2, 1, 3, bendboardWidth / 2, 0, 1, 3);bendobj。FeedDiameter = stripWidth/2; figure; show(bendobj); axis平等的；标题(bendobj.Name);
计算了结构的s参数。分析结果与[1]中的测量结果吻合较好，有效地捕获了结构的PBG性质。这里需要注意的是，分析预测了在阻带内几乎完美的反射，而[1]图3所示的测量结果揭示了存在损耗机制，略微改善了阻抗匹配。
频率= linspace (2 e9 16 e9,141);
sparam = sparameters (obj,频率);
图;
rfplot (sparam, 1, 1, ' - o ');
抓住;
rfplot (sparam 2 1 ' - o ');
负载(“atx_bandgap_data.mat”，“sparam_bend_50mil”）;图;rfplot (sparam_bend_50mil, 1, 1,“- - -”）;持有在；rfplot (sparam_bend_50mil 2 1,“——”）;
结论
三种设计的结果与[1]发表的结果吻合较好。
参考
[1] V. Radisic, Y. Qiang, R. Coccioli, T. Itoh，“基于微带线的二维光子带隙结构”，IEEE微波与导波通信，vol. 8, No. 2, 1998;
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