平面光子带隙结构建模
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。光子带隙结构由一个周期晶格组成，它提供了有效和灵活的控制电磁波在一个或多个方向上的传播。2000年左右，伊藤教授和他的团队首次提出了微波平面PBG结构。这些结构在一定的频率范围内创建了一个停止带，并且很容易通过在金属地平面上切割周期性图案来实现。
设计频率和系统参数
本例中显示的设计与[1]相同。50欧姆传统微带设计在RT/Duroid 6010衬底上，其介电常数为10.5，厚度为25 mil。带材宽度为27 mil，背面的点阵周期保持在200 mil。PCB板整体尺寸为6周期× 9周期。
周期= 200*1e-3*0.0254;% period = 200mil;boardLength = period*6;boardWidth =周期*9;boardThick = 25*1e-3*0.0254;%板是25毫米厚boardPlane =天线。矩形(“长度”boardLength,.．.“宽度”, boardWidth);介电介质(“名字”，“Duroid6010”，“EpsilonR”, 10.5,.．.“厚度”, boardThick);stripWidth = 27*1e-3*0.0254;% 27 mil;stripLength = boardWidth;天线。矩形(“长度”stripWidth,.．.“宽度”stripLength,“中心”, (0,0));
在我们的第一个研究中，使用一个半径为25mil的圆作为地面上的单位蚀刻形状。从地平面蚀刻出大小为3 × 9的格子。构造的地平面如下所示。随后，我们还研究了半径为50mil和90mil的不同圆形微带的性能。
gnd = board平面;半径= 25*1e-3*0.0254;%孔半径= 25mil;posStart = [-period， -stripLength/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、基片和蚀刻的地平面结合到pcbStack对象中进行网格划分和全波分析。最终构建的几何图形如下所示:
obj = pcbStack(“名字”，“2D带隙结构”）;obj。BoardShape = boardPlane;obj。BoardThickness = boardThick;obj。Layers = {strip,sub,gnd};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);
我们使用工具箱中的手动网格模式手动网格结构，以更好地控制输出三角形和四面体。
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2端口系统的s参数。带隙效应显示在S21参数中。在分析中，我们计算了从2 GHz到16 GHz的s参数，并为三种不同的圆半径绘制了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 =参数参数(obj,freq);
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密耳，“字形大小”8“颜色”，“米”)举行在；rfplot (sparam_90mil 2 1,“——”）;
从计算的s参数可以清楚地看到，在11GHz附近有一个停止带，它将50欧姆匹配的传输线转换为带阻滤波器。通过改变接地面上的蚀刻形状，可以实现不同的滤波器结构，如低通或高通等。
90度弯曲微带结构
如下图所示，一个补偿的直角微带弯曲与图像化地平面被创建。地平面上的蚀刻圆遵循直角弯曲。
bendboardLength =周期*9;bendboardWidth =周期*9;boardThick = 25*1e-3*0.0254;%板是25毫米厚bendboardPlane =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*1e-3*0.0254;%孔半径= 50mil;posStart = [-period， -stripLength+period/2];Pos = 0 (27,2);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堆栈创建
通过组织PCB层来创建层堆栈，设置端口的馈电位置。
bendobj = pcbStack(“名字”，“2D带隙弯曲结构”）;bendobj。BoardShape = bendboardPlane;bendobj。BoardThickness = boardThick;bendobj。Layers = {bendstrip,sub,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]中报道的测量结果比较良好，有效地捕获了结构的PBG性质。这里需要注意的是，分析预测在停止带内几乎完美的反射，而[1]图3所示的测量结果揭示了损失机制的存在，略微改善了阻抗匹配。
频率= linspace (2 e9 16 e9,141);
Sparam =参数参数(obj,freq);
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]的结果吻合良好。
参考
[1] V. radic, Y. Qiang, R. Coccioli, T. Itoh，“新型微带线二维光子带隙结构”，IEEE微波与导波通讯，第8卷，第2期，1998;
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